Brevet FR2937732A1 — publié le 20100430

La présente invention concerne un polarimètre et/ou un ellipsomètre à matrice de Mueller (MME) spectroscopique amélioré pour fonctionner sur un large domaine de longueurs d'onde avec une bonne qualité de mesure. Plus particulièrement, le polarimètre ou ellipsomètre spectroscopique faisant l'objet de la présente invention travaille dans un large domaine spectral couvrant le visible et le proche infrarouge (350 nm. ù 2 �m.) et présente un bon conditionnement sur cette large gamme spectrale. L'invention concerne préférentiellement un polarimètre utilisant des dispositifs à cristaux liquides (CL) pour moduler les états de polarisation de la lumière. io Des polarimètres et des ellipsomètres de Mueller spectroscopiques fonctionnant sur le domaine visible existent. De tels dispositifs permettent de mesurer à chaque longueur d'onde du spectre les 16 coefficients de la matrice de Mueller caractéristique d'un échantillon. Une matrice de Mueller est généralement représentée sous la forme d'une matrice M de dimension 4x4. is Le brevet US 2004/0130717 de Drévillon et al. décrit un système polarimétrique à base de cellules à cristaux liquides. Ce système comprend une partie excitation et une partie détection. La partie excitation émet un faisceau lumineux qui est transmis par un générateur d'états de polarisation (PSG) puis est réfléchi ou transmis par un échantillon. Le faisceau réfléchi ou 20 transmis par l'échantillon traverse la partie détection, qui comprend un analyseur d'états de polarisation (PSA) et un détecteur. Le PSG et le PSA sont symétriques et comprennent chacun un polariseur linéaire et deux cellules à cristaux liquides basées soit sur des cristaux ferroélectriques soit sur des cristaux nématiques. Une mesure complète classique consiste à 25 effectuer 16 acquisitions en modulant la polarisation de la lumière dans le PSG et le PSA. La modulation de la polarisation dans des dispositifs à cristaux liquides est contrôlée électriquement en faisant varier séquentiellement la tension électrique appliquée sur chaque cristal liquide entre deux valeurs (VA, VB) de manière à moduler l'état de polarisation de la 30 lumière en sortie de chaque CL entre deux états A et B. Les dispositifs à cristaux liquides, que ce soit des nématiques ou des ferroélectriques, se comportent comme des lames retard caractérisées par l'orientation de leur axe optique, ainsi que par le déphasage créé entre les deux composantes perpendiculaires du champ électrique associés au faisceau lumineux qui les 35 traverse. Pour les cristaux ferroélectriques (FCL), le déphasage reste constant quelle que soit la tension appliquée mais l'orientation de l'axe optique commute entre deux positions stables 8A et 8B respectivement. Les FLC sont des éléments bistables. Pour les cristaux nématiques (NCL) au contraire, l'orientation de leur axe optique reste fixe mais le déphasage induit varie d'une façon continue et non linéaire en fonction de la tension appliquée V. L'application de deux tensions VA et VB génère ainsi deux retards différents. Un polarimètre classique qui fonctionne en utilisant le nombre le plus petit d'états de polarisation pour mesurer une matrice de Mueller complète est généralement configuré pour effectuer 16 mesures. Le PSG d'un tel io polarimètre génère 4 états de polarisation correspondant à 4 vecteurs de Stokes, et le PSA analyse 4 états de polarisation correspondant à 4 vecteurs de Stokes. Le PSG est représenté par une matrice de modulation W de dimension 4x4 et le PSA par une matrice de modulation A de dimension 4x4. C'est notamment le cas de polarimètres à cristaux liquides is ferroélectriques comprenant deux dispositifs à cristaux liquides dans le PSG et deux dispositifs à cristaux liquides dans l'analyseur d'état de polarisation. Chaque dispositif à cristal liquide peut être commandée par une électronique pour commuter entre deux états de polarisation. De manière similaire, un polarimètre à cristaux liquides nématiques est commandé pour appliquer deux 20 valeurs de tension de manière à ce que chaque dispositif à cristal liquide nématique génère deux retards et ainsi deux états de polarisation. Quel que soit le type de cristaux liquides utilisés (FCL ou NCL), l'acquisition et le traitement d'une séquence de 16 mesures permettent ainsi de déterminer complètement les 16 coefficients de la matrice de Mueller 25 recherchée. Le PSG est classiquement représenté sous la forme d'une matrice de modulation W (4x4) dont les colonnes sont les quatre vecteurs de Stokes générés par le PSG. De même, le PSA est représenté sous la forme d'une matrice A de démodulation (4x4) dont les quatre lignes correspondent à quatre vecteurs de Stokes analysés par le PSA. La séquence de 16 mesures 30 peut être représentée sous la forme d'une matrice S (4x4) définie par : S=A. M. W (1) L'inversion de cette équation permet dans certains cas de déterminer la matrice de Mueller de l'échantillon : M = A-1 . S . W-1 (2) Toutefois cette opération n'est pas toujours possible. Elle est impossible lorsque A et W sont singulières car pour ces matrices il n'est pas possible de définir la matrice inverse. Il y a aussi des matrices qui étant non-singulières sont très similaires à des matrices singulières. Du point de vue numérique l'inversion de ces matrices est très instable et génère des grandes erreurs de calcul. Un des postulats de l'algèbre linéaire stipule que pour toute matrice existe toujours une matrice diagonale associée dont les éléments non nuls s'appellent les valeurs singulières. Les matrices singulières ont une ou plusieurs valeurs singulières nulles. Les matrices similaires à des matrices io singulières ont une ou plusieurs valeurs singulières très petites. Afin d'évaluer si une matrice est singulière ou proche de l'être il est possible d'utiliser un indicateur appelé conditionnement (C). Cet indicateur peut être défini comme le rapport entre la plus petite et la plus grande des valeurs singulières. Dans la littérature certains auteurs utilisent des définitions légèrement différentes du is conditionnement de celle retenue dans ce document. Par exemple Scott Tyo [J. Scott Tyo, � Design of optimal polarimeters: maximization of signal-to-noise ratio and minimization of systematic error�, Applied Optics, 41, (2002), p. 619] utilise le rapport entre la plus grande et la plus petite des valeurs singulières. En général celle-ci et les autres définitions sont équivalentes et les 20 conclusions auxquelles il est possible d'arriver avec la définition retenue dans ce document peuvent être reproduites avec les autres définitions existantes. Une autre particularité du conditionnement qui rend leur utilisation intéressante est que la précision des mesures à une longueur d'onde quelconque dépend de la valeur du conditionnement car la propagation du 25 bruit et des erreurs dans la matrice mesurée S vers la matrice calculée M est proportionnel à 1/c. Pour un polarimètre fait avec des polariseurs linéaires et des retardateurs linéaires parfaits, la valeur maximale du conditionnement est idéalement de 1/13 - 0,57. Ce conditionnement optimal peut être réalisé 30 expérimentalement pour un polarimètre monochromatique. Toutefois dans un polarimètre spectroscopique, le conditionnement varie généralement en fonction de la longueur d'onde du fait de la dispersion des composants optiques utilisés (lentilles, dispositifs à cristaux liquides, lames retard...). Un polarimètre spectroscopique peut néanmoins être optimisé sur un domaine 35 spectral de longueurs d'onde en ajustant l'orientation et/ou le déphasage des composants du PSG et du PSA (cf. US 2004/0130717). Afin d'évaluer la qualité d'un polarimètre il est possible de prendre la valeur du conditionnement comme critère. Empiriquement on considère que le conditionnement d'un polarimètre spectroscopique doit en pratique être compris entre 0,2 et 0,57 sur tout le spectre d'utilisation. Une valeur du conditionnement inférieure à 0,2 rendrait les valeurs de la matrice de Mueller trop bruitées pour être exploitées. Le premier critère est alors de ne pas avoir de minima inférieur à 0,2-0,3 sur tout le spectre. Un second critère d'appréciation est l'homogénéité du conditionnement sur le domaine spectral Io considéré, qui détermine l'homogénéité de la précision des mesures sur l'ensemble du domaine spectral de mesure. Il existe ainsi des polarimètres spectroscopiques pour le domaine visible et d'autres pour le domaine proche infrarouge. La publication Ladstein et al. (Phys. Stat. Sol. 5, N°5, 1097-1100, 2008) décrit par exemple un is polarimètre proche infrarouge comprenant deux dispositifs à cristaux liquides ferroélectriques LC1, LC2 et deux lames à retard fixe F1, F2 dans le PSG comme dans le PSA (LC3, LC4 et F3, F4 respectivement) (cf. Figure 1). Ce dispositif permet de couvrir tout le domaine spectral proche infrarouge (800-1600 nm.) avec un conditionnement de niveau et d'homogénéité satisfaisants. 20 Toutefois, on observe que les courbes de conditionnement ont tendance à décroître rapidement aux extrémités du domaine spectral. Deux polarimètres, l'un pour le visible (400-800 nm) et l'autre pour le proche infrarouge (800-1600 nm) sont actuellement nécessaires pour effectuer des mesures couvrant la gamme spectrale 400-1600 nm avec une 25 bonne précision. Il n'existe pas à ce jour de polarimètre de Mueller couvrant toute la gamme visible proche infrarouge avec un critère de conditionnement acceptable et homogène. Un des buts de l'invention est de proposer un polarimètre capable de fournir des mesures sur la gamme spectrale 350 à 2000 nm, tout en 30 présentant un conditionnement dont le niveau se situe dans les valeurs limites (entre 0,2 et 0,57) et relativement homogène. La présente invention concerne un système polarimétrique spectroscopique pour analyser un échantillon comprenant une partie excitation, qui comprend une source de lumière apte à émettre un faisceau 35 lumineux incident sur un domaine de longueur d'onde et un générateur d'états de polarisation (PSG) comprenant un polariseur linéaire et des moyens de modulation de la polarisation du faisceau lumineux, une partie analyseur, qui comprend un analyseur d'états de polarisation (PSA) comprenant des moyens de modulation de la polarisation du faisceau lumineux et un polariseur linéaire et des moyens de détection du faisceau lumineux en fonction de la longueur d'onde comprenant une unité de traitement. Selon l'invention, les moyens de modulation de la polarisation du PSG sont aptes à générer une séquence de m états de polarisation avec m > 4 à chaque longueur d'onde de mesure, les moyens de modulation de la polarisation du PSA sont aptes à déterminer une Io séquence de n états de polarisation avec n > 4 à chaque longueur d'onde de mesure, et les moyens de détection sont aptes à acquérir une séquence de N mesures d'intensité lumineuse avec 16 Selon un mode de réalisation, le système polarimétrique est un ellipsomètre. Selon un mode de réalisation, le système polarimétrique est un polarimètre permettant de déterminer la matrice de Mueller d'un échantillon à partir de la séquence de N mesures de l'intensité lumineuse détectée où N est io supérieur à 16. Selon le mode de fonctionnement complet, N = 64, et selon le mode de fonctionnement réduit N = 36. Selon un mode de réalisation, les moyens de détection comprennent un détecteur imageur, adapté à l'unité de traitement pour former une image polarimétrique de l'échantillon. 15 L'invention concerne également un procédé de mesure polarimétrique spectroscopique d'un échantillon qui comprend les étapes suivantes : - éclairage de l'échantillon au moyen d'un faisceau lumineux incident provenant d'une source émettant de la lumière dans un domaine de longueurs d'onde. L'état de polarisation de ce faisceau est 20 déterminé par le PSG comprenant un polariseur. Ledit PSG module l'état de polarisation du faisceau lumineux, ledit échantillon transmet ou réfléchit le faisceau lumineux modulé en polarisation, - détection de la mesure au moyen d'un détecteur et d'une section détection comprenant un analyseur d'état de polarisation et un 25 polariseur, ledit PSA déterminant l'état de polarisation du faisceau lumineux détecté, et - traitement des signaux détectés pour en extraire une mesure polarimétrique de l'échantillon. Selon l'invention, on module les états de polarisation générés suivant 30 une séquence de m > 4 états de polarisation, on détermine les états de polarisation analysés suivant une séquence de n > 4 états de polarisation et on effectue une séquence de N = n x m mesures. Selon un mode de réalisation préféré du procédé de mesure polarimétrique spectroscopique, on génère une séquence de 8 états de polarisation, on analyse une séquence de 8 états de polarisation, et on acquiert une séquence de 64 mesures à chaque longueur d'onde. Selon un autre mode de réalisation du procédé de mesure polarimétrique spectroscopique de l'invention, on génère une séquence de 6 états de polarisation, on analyse une séquence de 6 états de polarisation, et on acquiert une séquence de 36 mesures à chaque longueur d'onde. La présente invention concerne également les caractéristiques qui ressortiront au cours de la description qui va suivre et qui devront être considérées isolément ou selon toutes leurs combinaisons techniquement io possibles. Cette description est donnée à titre d'exemple non limitatif et fera mieux comprendre comment l'invention peut être réalisée en référence aux dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 représente schématiquement un polarimètre à cristaux is liquides selon la technique antérieure ; - la figure 2 représente des courbes spectrales de conditionnement du polarimètre de la figure 1 ; - la figure 3 représente schématiquement un premier mode de réalisation (types I ou Il) d'un polarimètre de l'invention ; 20 - la figure 4 représente schématiquement un second mode de réalisation (types III ou IV) d'un polarimètre de l'invention - la figure 5 représente schématiquement un troisième mode de réalisation (types V ou VI) d'un polarimètre de l'invention - la figure 6 représente un spectre de conditionnement correspondant à 25 un polarimètre en configuration de type I de l'invention ; - la figure 7 représente un spectre de conditionnement correspondant à un polarimètre en configuration de type Il de l'invention ; - la figure 8 représente des spectres de conditionnement correspondant respectivement aux configurations I et III d'un polarimètre de l'invention ; 30 - la figure 9 représente des spectres de conditionnement correspondant respectivement aux configurations Il et IV d'un polarimètre de l'invention ; - la figure 10 représente un spectre de conditionnement correspondant à un polarimètre en configuration de type V de l'invention - la figure 11 représente un spectre de conditionnement correspondant 35 à un polarimètre en configuration de type VI de l'invention. - la figure 12 représente un exemple simulé de mesure de matrice de Mueller dans le domaine spectral de 400 à 1800 nm pour une plaquette de silicium cristallin recouverte d'une couche mince de 1 micron d'épaisseur de silicium microcristallin. Entre la couche et le substrat se trouve une interface de silicium amorphe de 20 nm d'épaisseur. - la figure 13 représente un exemple simulé de mesure de la matrice de Mueller dans le domaine spectral de 400 à 1800 nm correspondant à une couche de silicium de deux microns sur un substrat de verre. La figure 1 représente schématiquement la structure d'un polarimètre à Io cristaux liquides selon l'art antérieur. Le polarimètre comprend une source de lumière 7, un générateur d'états de polarisation PSG 5, un analyseur d'états de polarisation PSA 6 et un détecteur 9. Le générateur d'états de polarisation 5 comprend un polariseur 10, deux dispositifs à cristaux liquides 1, 2, et deux lames à retard fixe 4, 4'. De manière symétrique, l'analyseur d'état de is polarisation 6 comprend deux dispositifs à cristaux liquides 11, 12, deux lames à retard fixe 14, 14' et un polariseur 10'. Un faisceau de lumière 17 émis par la source 7 est modulé en polarisation par le générateur d'état de polarisation puis éclaire l'échantillon 8. Le faisceau lumineux réfléchi ou transmis par l'échantillon est à nouveau modulé en polarisation par l'analyseur 20 d'état de polarisation et atteint le détecteur 9. Le générateur 5 qui comprend deux CL peut générer une séquence de 4 états de polarisation ; de même pour l'analyseur 5. Une mesure comprend l'acquisition de 16 coefficients, correspondant à une séquence de 16 états de polarisation du PSG et du PSA. Entre le PSG 5 et l'échantillon 8 se trouve une plateforme escamotable 25 21 (non représentée sur la figure 1) qui sert à introduire les différents échantillons de calibration à l'intérieur de la chaîne optique lors de la calibration du PSG. Pendant les mesures de routine cette plateforme retire les échantillons de calibration de la chaîne optique. De façon similaire, entre l'échantillon 8 et le PSA se trouve une autre plateforme escamotable qui sert 30 à introduire les différents échantillons de calibration à l'intérieur de la chaîne optique lors de la calibration du PSA. Pendant les mesures de routine cette plateforme retire les échantillons de calibration de la chaîne optique. L'orientation des axes des composants et le déphasage induit par les lames retard fixe sont optimisés de manière à ce que le critère de 35 conditionnement soit maximum sur un large domaine spectral. L'utilisation de lames achromatiques 4, 4' permet dans certains cas d'améliorer le critère de conditionnement. Toutefois le domaine d'utilisation reste cependant limité au proche infrarouge (800-1600 nm) comme représenté sur la figure 2. Nous décrivons ci-après différentes configurations de polarimètres afin d'illustrer différents modes de réalisation de l'invention. Les performances et la robustesse des différentes configurations sont également présentées. Les moyens de modulation de la polarisation du polarimètre de l'invention sont avantageusement des dispositifs à cristaux liquides ferroélectriques (FLC) ou nématiques (NLC). Toutefois, l'invention ne se limite lo pas à ces moyens de modulation de polarisation. Dans un polarimètre selon l'invention, le PSG génère m états de polarisation correspondant à m vecteurs de Stokes, et le PSA analyse n états de polarisation correspondant à n vecteurs de Stokes. Le PSG est représenté par une matrice de modulation W de dimension 4 x m et le PSA par une is matrice de modulation A de dimension n x 4. Comme dans le cas des polarimètres décrits précédemment, l'ensemble des N mesures peut être groupé sous forme matricielle, appelée dans la suite de ce document S, de dimension n x m. La généralisation de l'expression (1) permet d'écrire les différents éléments de la matrice S comme suit : 4 4 20 S p,k = Ap,iM i,JW J,k pour p [1,n] k [1,m] i [1,4] et j [1,4] (3) i=1 i=1 L'application de l'expression (2) généralisée et adaptée à la taille des matrices A et W, peut s'écrire comme suit : n m Mi,. = `Vp1 Sp, -1 kWk,J p=1 k=1 Cette relation (4) permet l'extraction de la matrice de Mueller à partir de 25 la matrice de mesures, S, et des matrices pseudo-inverses A-1 et W-1 des matrices A et W respectivement. Des méthodes numériques permettant de calculer des matrices pseudo-inverses ont été rapportés par W. H. Press et al. [Numerical Recipes in Pascal, Cambridge University Press]. Les matrices A et W sont déterminées au cours de la calibration du polarimètre. 30 L'étape de calibration d'un polarimètre est très délicate. En effet, l'exactitude et la précision des mesures fournies par l'appareil dépendent de cette étape de calibration. A notre connaissance, l'état de l'art actuel présente essentiellement deux stratégies différentes pour calibrer un polarimètre. La pour p [1,n], k [1,m], i [1,4] et j [1,4] (4) première stratégie consiste à modéliser un par un tous les éléments optiques qui configurent la chaîne optique de l'instrument. Cela implique souvent d'introduire des paramètres empiriques dont il faut trouver ensuite la valeur en mesurant des échantillons de référence et en imposant une série des hypothèses sur les mesures attendues. Cette méthode, qui est la plus commune, présente plusieurs inconvénients. D'abord, il faut que l'appareil à calibrer soit constitué d'éléments optiques suffisamment connus et stables pour pouvoir être modélisés par des lois mathématiques simples. Ensuite, il faut disposer d'échantillons de référence ayant des propriétés suffisamment Io stables et bien connues pour pouvoir extrapoler leur réponse sans la mesurer. La deuxième stratégie est une méthode originale proposée par Drévillon et Compain [US 6,175,412] appelée méthode des valeurs propres. Cette méthode, numériquement très robuste, permet de s'affranchir de la connaissance détaillée de la réponse optique des éléments optiques qui is constituent le polarimètre. Cet avantage permet d'utiliser la méthode pour calibrer tout type de polarimètre. Dans notre cas, étant donné que le comportement des cristaux liquides n'est connu que d'une façon très approximative, nous avons choisi de calibrer le polarimètre avec la méthode des valeurs propres tel qu'elle a été décrite par Drévillon et Compain. Dans 20 l'état de l'art, la méthode des valeurs propres a déjà été utilisée pour calibrer un polarimètre classique par Drévillon et De Martino [US 7,196,792]. Dans notre cas nous allons appliquer la même procédure telle qu'elle est décrite par Drévillon et De Martino. Le générateur 5 et l'analyseur 6 d'états de polarisation décrits dans les 25 exemples de réalisation suivants sont avantageusement symétriques, ce qui permet de réduire les coûts de fabrication. Toutefois, des modes de réalisations non symétriques sont également envisageables dans le cadre de l'invention. Ces différents exemples de configurations sont résumés dans le 30 tableau ci-dessous : Configuration I II III IV V VI Nombre et type 3 FCL 3 FCL 3 FCL 3 FCL 3 NCL 3 NCL de dispositifs à + 1 + 1 cristaux liquides lame lame dans PSG ou d'onde d'onde PSA retard retard fixe fixe Séquence de 64 36 64 36 64 36 génération et acquisition (N) Tableau 1 : exemples de réalisation L'invention ne se limite cependant pas à ces quelques configurations. Selon un premier mode de réalisation de l'invention (config. I), représenté schématiquement sur la figure 3, le polarimètre comprend un générateur d'états de polarisation 5 comprenant trois dispositifs à cristaux liquides ferroélectriques 1, 2, 3, et un analyseur d'états de polarisation 6 comprenant trois dispositifs à cristaux liquides ferroélectriques 11, 12 et 13. Chaque dispositif à cristaux liquides (1, 2, 3, 11, 12, 13) est commandé io électriquement de manière à commuter entre deux états de polarisation stables, le déphasage dans les deux états étant identique et l'axe de polarisation du dispositif basculant de � 45°. Les deux états de polarisation possibles pour chaque dispositif sont schématiquement désignés par les lettres A et B respectivement. 15 Le générateur d'état de polarisation 5 est ainsi apte à générer une séquence de huit états de polarisations différents : N ° Etat de polarisation FCL1 FCL2 FCL3 1 Al A2 A3 2 Al A2 B3 3 Al B2 A3 4 Al B2 B3 5 B1 A2 A3 6 B1 A2 B3 7 B1 B2 A3 8 B1 B2 B3 Tableau 2 : génération d'une séquence de 8 états de polarisations avec 3 dispositifs à cristaux liquides. De même l'analyseur d'état de polarisation 6 est apte à analyser une séquence de huit états de polarisation. Le polarimètre peut ainsi effectuer une séquence de soixante quatre (N = 64) acquisitions correspondant à soixante quatre combinaisons d'états de polarisation des dispositifs à cristaux liquides ferroélectriques 1, 2, 3, 11, 12, et 13. Chaque dispositif à cristal liquide ferroélectrique respectivement 1, 2, 3, 11, 12, et 13 est spécifié pour introduire un déphasage de 90° pour une io longueur d'onde spécifique X. Les valeurs des ces longueurs d'onde qui permettent d'optimiser la valeur du conditionnement dans le domaine spectroscopique de mesure sont indiquées dans le tableau 3. A cause du chromatisme des cristaux liquides, le déphasage introduit pour chaque dispositif est différent de 90° pour toute autre longueur d'onde que celle is indiquée dans le tableau. Le générateur d'états de polarisation 5 est symétrique de l'analyseur d'état de polarisation 6. Les orientations relatives du dispositif 1, 2, et 3 sont ajustées comme indiqué dans le tableau 3, ci-dessous, de manière à optimiser la valeur du conditionnement dans le domaine spectrale de mesure. 20 ALC3= 90 ° X3= 1150 n m 83=46 ° ALC2= 90 ° X3= 1050 n m 63=-5 ° ALC1= 90° X1= 600 nm 81= 72° Tableau 3 : valeurs optimisées des orientations de 3 FCL d'un PSG et d'un PSA en Config. I La figure 6 montre une courbe spectrale du conditionnement d'un 25 polarimètre en configuration de type I (mode complet) résultant de l'optimisation des paramètres, retards et orientations, des trois dispositif à cristaux liquides. Les valeurs du conditionnement obtenu sont situées dans l'intervalle de 0,2 à 0,51 pour une gamme de longueur d'onde très large - 420 - 1600 nm. Ce conditionnement présente une bonne homogénéité sur tout le 30 domaine spectral. La robustesse de chaque configuration est évaluée pour différentes sources d'erreurs expérimentales : erreur d'alignement des axes optiques des composants, dérive thermique des retards... Une cartographie des courbes de conditionnement pour des variations de retard des FCL1, FCL2 et FCL3 est établie. Les valeurs limites de conditionnement acceptables fournissent une valeur de tolérance. Ainsi, il apparaît que dans la configuration I (3FCL, N=64), la tolérance sur l'erreur de retard est de � 4 deg. pour les FCL 2 et 3, et de � 10 deg. pour le FCL1. De plus cette configuration I (mode complet) nécessite une séquence de 64 acquisitions, au lieu d'une séquence classique de 16 acquisitions pour un polarimètre de l'art antérieur à 16 états de polarisation. L'acquisition prend Io donc quatre fois plus de temps. Même si le domaine spectral accessible avec un seul polarimètre est considérablement étendu par rapport aux polarimètres de l'état de la technique, l'augmentation d'un facteur 4 de la durée d'acquisition est un inconvénient. Selon une variante du premier mode de réalisation de l'invention is (config. Il ou mode réduit), le polarimètre est identique au polarimètre décrit précédemment sous la dénomination de configuration I. Ce polarimètre représenté schématiquement sur la figure 5 comprend trois dispositifs ferroélectriques 1, 2, 3 dans le générateur d'états de polarisation, 5, et respectivement 11, 12, 13 dans l'analyseur d'états de polarisation, 6, et est 20 apte à générer 64 états de polarisation. Toutefois, le système d'acquisition n'acquiert dans ce mode réduit, qu'une séquence de 36 acquisitions parmi les soixante quatre possibles : le PSG, 5, ne génère qu'une séquence de 6 états de polarisation (sur les 8 possibles du tableau 2) et le PSA 6 n'analyse qu'une séquence de 6 états de polarisation (sur les 8 possibles) : par exemple on 25 utilise la séquence réduite des états de polarisation N° 1, 2, 3, 4, 6, 8 (du tableau 2). Pour faire travailler le polarimètre dans ce mode réduit (config. Il), les orientations relatives des dispositifs 1, 2, et 3 sont ajustées comme indiqué dans le tableau 4 de manière à optimiser le spectre de conditionnement pour 30 six états de polarisation retenus dans le générateur 5 et dans l'analyseur 6 d'états de polarisation. Les valeurs obtenues sont les suivantes : ALC3= 90 ° ~,3= 1180 n m 83= 45.0 ° ALC2= 90 ° X3= 1000 n m 83= - 5.0 ° ALC1= 90° X1= 600 nm 81= 58° Tableau 4 : valeurs optimisées des orientations de 3 FCL d'un PSG et d'un PSA en Config. Il La figure 7 montre les valeurs du conditionnement dans le domaine spectroscopique de 400 à 1700 nm correspondant à un PSG ou à un PSA monté en configuration Il selon les spécifications rapportées dans le tableau 4. Les valeurs du conditionnement obtenu se trouvent dans l'intervalle de 0,2 à 0,4. On observe une dégradation du conditionnement comparé à celui de la configuration I (Fig. 6), dû à la réduction du nombre d'acquisitions de 64 à 36. io Le conditionnement présente toutefois une bonne homogénéité (pas de pics) sur le domaine spectral. Cette configuration Il a l'avantage de n'allonger la durée totale d'acquisition que d'un facteur environ deux comparé à une acquisition classique sur une séquence de 16 états de polarisation. Toutefois, cette configuration Il (mode réduit) est plus sensible que la configuration I is (mode complet) aux erreurs d'alignement des composants (tolérance La figure 13 représente aussi un système assez commun dans la fabrication de photopiles solaires ou des écrans plats. Il s'agit d'un dépôt de silicium amorphe d'environ 2 microns sur un substrat de verre épais de 0,5 millimètres. Puisque l'échantillon est isotrope, sa matrice de Mueller présente les mêmes symétries que celle représentée dans la figure 12. La résolution des données simulées est de 3 nm, identique à celle des polarimètres de l'art antérieur. Dans le domaine de 500 à 800 nm, apparaissent beaucoup d'interférences, très serrées et pas complètement résolues, mettant en évidence un phénomène de sous-échantillonnage. Par contre dans io l'infrarouge proche, par des raisons expliquées précédemment, les interférences se desserrent et elles peuvent être résolues complètement. Dans cette seconde application, la mesure sur un large domaine spectral comprenant l'infrarouge proche est également un avantage majeur face aux limitations des appareils antérieurs sur le domaine visible. 15 Le polarimètre de l'invention permet d'effectuer à l'aide d'un unique appareil des mesures spectroscopiques couvrant une très large gamme spectrale avec un très bon conditionnement homogène sur toute cette gamme. Selon l'invention, le PSG génère plus de 4 vecteurs de Stokes 20 différents, et est représenté sous la forme d'une matrice 4 x m où m est un nombre entier supérieur à 4 et le PSA détermine plus de 4 vecteurs de Stokes différents en sortie. La matrice A est représentée sous la forme d'une matrice n x 4 où n est un nombre entier supérieur à 4. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, les moyens de 25 modulation de la polarisation aptes à générer les vecteurs de Stokes du PSG et du PSA sont des dispositifs à cristaux liquides. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, les dispositifs à cristaux liquides sont des cellules à cristaux ferroélectriques, au nombre de 3 dans le PSG et dans le PSA. 30 Le PSG est ainsi apte à générer 8 états de polarisation et le PSA est apte à déterminer 8 états de polarisation. Le système polarimétrique est alors capable de faire 64 acquisitions. Ces 64 mesures ne sont pas indépendantes mais c'est justement leur redondance qui permet d'améliorer le critère de qualité de la calibration sur un domaine spectral étendu. Selon le procédé de mesure de l'invention, on ajoute de nouveaux états de polarisation. 64 mesures sont surdéterminées à une longueur d'onde, mais peuvent être nécessaires pour un spectre. On cherche alors les états qui contribuent à améliorer le conditionnement à certaines longueurs d'onde, ce qui ne nuit pas au conditionnement aux autres longueurs d'onde. Afin de ne pas ralentir excessivement la durée d'acquisition d'un spectre, on peut ensuite retirer par exemple 2 états, dont la contribution à améliorer le conditionnement n'est pas indispensable. Le polarimètre de l'invention peut être optimisé pour que son io fonctionnement soit optimum sur une large gamme spectrale. Le critère d'optimisation consiste à maximiser le conditionnement des matrices qui représentent le PSG et le PSA et à le rendre le plus homogène possible dans le domaine spectral de mesure. La durée de mesure dépend du nombre d'états de polarisation utilisée. is Dans les cas où on utilise une séquence complète de 64 états de polarisation, la durée de mesure est augmentée d'un facteur 4 comparé à une mesure effectuée sur une séquence de 16 états de polarisation, utilisée dans les polarimètres de l'art antérieur. Cependant, la durée de mesure peut n'être augmentée que d'un facteur - 2 si on se limite à une séquence réduite de 36 20 états, par rapport à une mesure classique. Le polarimètre/ellipsomètre spectroscopique de l'invention permet de couvrir un domaine spectral plus étendu que les dispositifs antérieurs par la génération et/ou l'analyse d'un nombre plus important d'états de polarisation. L'invention concerne également un procédé d'acquisition de mesure 25 pour un polarimètre permettant d'effectuer des mesures spectroscopiques précises sur une large gamme spectrale et dont la précision est homogène sur cette gamme. REVENDICATIONS1. Système polarimétrique spectroscopique pour analyser un échantillon (8) comprenant : - une partie excitation comprenant : - une source de lumière (7) apte à émettre un faisceau lumineux incident (17) sur un domaine de longueur d'onde et, - un générateur d'états de polarisation (PSG) (5) comprenant un polariseur linéaire (10) et des moyens de modulation de la polarisation du faisceau lumineux, - une partie analyseur comprenant Io - un analyseur d'états de polarisation (PSA) (6) comprenant des moyens de modulation de la polarisation du faisceau lumineux et un polariseur linéaire (10'), - des moyens de détection (9) du faisceau lumineux en fonction de la longueur d'onde comprenant une unité de traitement, 15 caractérisé en ce que : les moyens de modulation de la polarisation du PSG (5) sont aptes à générer une séquence de m états de polarisation avec m > 4 à chaque longueur d'onde de mesure, les moyens de modulation de la polarisation du PSA (6) sont aptes à déterminer une séquence de n 20 états de polarisation avec n > 4 à chaque longueur d'onde de mesure, et les moyens de détection sont aptes à acquérir une séquence de N mesures d'intensité lumineuse avec 16 2. Système polarimétrique selon la revendication 1 caractérisé en ce que la partie excitation comprend une plateforme escamotable (21) située entre le PSG (5) et l'échantillon (8) apte à introduire au moins un élément de calibration dans la chaîne optique du système polarimétrique et à retirer ledit élément de calibration une fois la 30 calibration terminée, et la partie analyseur comprend une plateforme escamotable (21') située entre le PSA (6) et l'échantillon (8) apte à introduire au moins un élément de calibration dans la chaîne optique et à retirer ledit élément de calibration une fois la calibration terminée. 3. Système polarimétrique selon l'une des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que les moyens de modulation de la polarisation du PSG sont aptes à générer une séquence de m = 8 états de polarisation à chaque longueur d'onde de mesure, les moyens de modulation de la polarisation du PSA sont aptes à déterminer une séquence de n = 8 états de polarisation à chaque longueur d'onde de mesure, et les moyens de détection sont aptes à acquérir une séquence de N = 64 mesures à chaque longueur d'onde pour en extraire la matrice de io Mueller de l'échantillon (8). 4. Système polarimétrique selon l'une des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que les moyens de modulation de la polarisation du PSG sont aptes à générer une séquence de m = 6 états de 15 polarisation à chaque longueur d'onde de mesure, les moyens de modulation de la polarisation du PSA sont aptes à déterminer une séquence de n = 6 états de polarisation à chaque longueur d'onde de mesure, et les moyens de détection sont aptes à acquérir une séquence de N = 36 mesures à chaque longueur d'onde pour en 20 extraire la matrice de Mueller de l'échantillon (8). 5. Système polarimétrique selon l'une des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que les moyens de modulation de la polarisation du PSG (5) et du PSA (6) comprennent une pluralité de dispositifs à 25 cristaux liquides (1, 2, 3, 11, 12, 13) et des moyens de commande de tension électrique appliquée à chacun des dispositifs à cristaux liquides (1, 2, 3, 11, 12, 13) aptes à moduler l'orientation et/ou le retard des états de polarisations. 30 6. Système polarimétrique selon la revendication 5 caractérisé en ce que les moyens de modulation de la polarisation du PSG comprennent trois dispositifs à cristaux liquides ferroélectriques (FLC) (1, 2, 3) aptes à générer une séquence de m=8 états de polarisation et en ce que les moyens de modulation de la polarisation du PSA comprennent troisdispositifs à cristaux liquides ferroélectriques (FLC) (11, 12, 13) aptes à déterminer une séquence de n=8 états de polarisation. 7. Système polarimétrique selon la revendication 6 caractérisé en ce que le générateur d'état de polarisation (5) comprend une lame retard (4) disposée entre deux des dispositifs à cristaux liquides ferroélectriques (1, 2) ou (3, 2), et en ce que l'analyseur d'état de polarisation (6) comprend une lame retard (14) disposée entre deux des dispositifs à cristaux liquides ferroélectriques (11, 12) ou (12, 13). i0 8. Système polarimétrique selon la revendication 7 caractérisé en ce que les lames retard (4, 14) sont des bi-prismes achromatiques. 9. Système polarimétrique selon la revendication 5 caractérisé en ce que 15 les cellules à cristaux liquides (1, 2, 3, 11, 12, 13) sont des cellules à cristaux liquides nématiques et en ce que le système polarimétrique comprend un dispositif électronique de contrôle apte à moduler le retard des cellules à cristaux liquides nématiques (1, 2, 3, 11, 12, 13). 20 10. Système polarimétrique selon la revendication 9 caractérisé en ce que les moyens de modulation de la polarisation du PSG respectivement du PSA comprennent trois dispositifs à cristaux liquides nématiques (NLC) (1, 2, 3) respectivement (NLC) (11, 12, 13) et en ce que moyens de commande de tension électrique sont aptes à commuter le retard de 25 chaque dispositif à cristal liquide nématique (1, 2, 3, 11, 12, 13) de manière à générer une séquence de m=8 états de polarisation et respectivement déterminer une séquence de n=8 états de polarisation. 11. Système polarimétrique selon la revendication 9 caractérisé en ce que 30 les moyens de modulation de la polarisation du PSG respectivement du PSA comprennent deux dispositifs à cristaux liquides nématiques (NLC) (1, 2) respectivement (NLC) (11, 12) et en ce que moyens de commande de tension électrique sont aptes à moduler le retard d'au moins un dispositif à cristal liquide nématique du PSG (1, 2) 35 respectivement du PSA (11, 12) entre trois valeurs de tension de 15manière à générer une séquence de m=6 états de polarisation et respectivement déterminer une séquence de n=6 états de polarisation. 12. Système polarimétrique selon l'une des revendications 1 à 11, s caractérisé en ce que le système polarimétrique est optimisé pour le domaine spectral de 350 nm à 2�m. 13. Système polarimétrique selon l'une des revendications 1 à 12 dans lequel le système polarimétrique est un ellipsomètre. 14. Système polarimétrique selon l'une des revendications 1 à 12 dans lequel le système polarimétrique est un polarimètre de Mueller pour analyser un échantillon (8) à partir de la séquence de N mesures de l'intensité lumineuse détectée où 16 15. Système polarimétrique selon l'une des revendications 1 à 14 caractérisé en ce que les moyens de détection (9) comprennent un détecteur imageur, adapté à l'unité de traitement pour former une image polarimétrique de l'échantillon (8). 20 16. Procédé de mesure polarimétrique spectroscopique d'un échantillon (8) comprenant les étapes suivantes : - éclairage de l'échantillon (8) au moyen d'un faisceau lumineux incident (17) polarisé émis par un générateur d'états de polarisation 25 (5) comprenant un polariseur, ledit PSG modulant l'état de polarisation du faisceau lumineux (17), ledit échantillon (8) transmettant ou réfléchissant le faisceau lumineux modulé en polarisation, - détection de la mesure au moyen d'un détecteur et d'une section 30 détection comprenant un analyseur d'états de polarisation (6) et un polariseur, ledit PSA déterminant l'état de polarisation du faisceau lumineux détecté, et - traitement des signaux détectés pour en extraire une mesure polarimétrique de l'échantillon,caractérisé en ce qu'on module les états de polarisation générés suivant une séquence de m > 4 états de polarisation, on détermine les états de polarisation analyses suivant une séquence de n > 4 états de polarisation et on effectue une séquence de N= n x m mesures. 17. Procédé de mesure polarimétrique spectroscopique selon la revendication 16 caractérisé en ce qu'on génère une séquence de 8 états de polarisation, on analyse une séquence de 8 états de polarisation, et on acquiert une séquence de 64 mesures à chaque Io longueur d'onde. 18. Procédé de mesure polarimétrique spectroscopique selon la revendication 16 caractérisé en ce qu'on génère une séquence de 6 états de polarisation, on analyse une séquence de 6 états de 15 polarisation, et on acquiert une séquence de 36 mesures à chaque longueur d'onde.