Herstellung von Phasenfiltern für Lyot-Test

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: Andreas_D</i>
<br />
fuer sehr duenne Schichten bis hin zu sub-monolayer ist die Ellipsometry der Industriestandard. Sie beruht auf der Analyse der Polarisation einer im stumpfen Winkel reflektierten Lichtwelle:
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Ja, ich weiss. Die möchte ich in diesem speziellen Fall jedoch nicht verwenden, da die Ergebnisse möglichst direkt separat eindeutig bestimmt sein müssen und sogar juristisch selbst von Winkeladvokaten unangreifbar sein sollten.

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: mkoch</i>
<br />
Um die Schichtdicke interferometrisch zu vermessen muss sich auf dem gleichen Substrat auch ein Bereich befinden der nicht beschichtet wurde. An der Grenzlinie haben wir dann eine kleine Stufe. Auf das gesamte Substrat wird eine dünne Alu-Schicht aufgedampft, ... Dann wird die Oberfläche per Fizeau-Interferometer vermessen
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

OK, danke. Dann hatte ich das doch richtig verstanden.
Für Eure Zwecke (quasi als Mittel zum Meßzweck) sollte das funktionieren.
Das wäre für meine Zwecke dann evtl. etwas zu wenig präzise.

Hallo Amateurastronom,
leider kann ich Dir keine PN schicken - melde Dich bitte mal bei mir. Ich habe mal eine kleine Liste gemacht.
(Post kann wegen OT später gelöscht werden, sollte das erwünscht sein)
Viele Grüße,
Raphael

ser vice et optikpraxis_de

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: Raphael</i>
<br />Hallo Amateurastronom,
leider kann ich Dir keine PN schicken - melde Dich bitte mal bei mir.
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Ich habe leider durch einen dummen Tippfehler gerade ein Problem
mit dem E-Mail-Provider, hoffe aber, dass ich in den
nächsten Stunden wieder an zukünftige E-Mails dort herankomme.
Warte mal mit Deiner Nachricht, bis ich mich im Laufe der nächsten Stunden dort wieder einwählen kann. Hoffentlich dauert das
nicht 3 Tage.

EDIT: Leider klappt mein Account dank dieser Sicherheitsfeatures immer noch nicht und ich fürchte, das dauert noch 2 Tage.
Ich habe deshalb bei yahoo.de ein Account unter dem gleichem Nutzernamen angelegt, über das ich darüber hoffentlich zwischenzeitlich erreichbar bin.

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">
Ich habe mal eine kleine Liste gemacht.
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Danke im Voraus!

Rainer/Kurt,
<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">&gt; Zitat:
________________________________________
...In http://www.astrosurf.com/tests/contrast/lame.htm wird sogar empfohlen einen TP 2415 Negativfilm zwischen zwei Objektträger zu legen . Da haben wir gleich drei Streuobjekte bei einem empfohlenen N von 100-300 ...
________________________________________

nach Meinung von Vernet sollen die Trägerplatten nicht mehr als 1/10 lambda PtV über einen Durchmesser von 20mm oder mehr haben. Was meinst du wohl wie plan so eine Filmschicht ist? Nach eigenen Versuchen mit fotografisch hergestellten Lyot- Plättchen käme ich niemals auf die Idee derartiges für Messzwecke einzusetzen.

Gruß Kurt »
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
Vernet konnte erst jetzt auf og. Einwände antworten, da er bislang abwesend war.
Zunächst sagt er, dass die Website auf dem ganannten Link schon älter wäre und unbedingt aktualisiert werden müsse. Und der Film zwischen zwei Glasplättchen wäre nicht gut; damit hätten sie schlechte Ergebnisse gemacht. Die Plättchen, die er benutzt, sind in einem Fotorahmen ohne Glas eingeklemmt.

Zusammengefasst sagt er, dass der TP 2415 Negativfilm die gleichen Messungen ergäbe wie der kalibrierte von Texereau, er also gut funktionieren würde. Der TP 2415 wäre ein sehr guter Film und im Vergleich mit anderen schwarz-weißen, die er verglichen hätte, wesentlich besser.
Dieser Film würde also die Kriterien erfüllen, die er genannt hatte, ansonsten würde er nicht die gleichen Messungen wie der kalibrierte von Texereau ergeben.
Auch wäre die Diskussion hier auf dem Forum "astrosurf" vorangeschritten und mit drei verschiedenen Abgleichungen (Kreuzungen) mit diesem Phasenplättchen ergäbe es nahe Messungen; und mit diesem Fotoplättchen ergäben die Analysen von Bernard die gleichen Resultate und Messungen im Foucault. Das alles würde passen oder nicht.

Gruß
<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Oui alors rétrospectivement mettre une lame photo entre 2 lames de verre
est une connerie, on a observé de mauvais résultats avec. Faudrait
songer a faire une mise a jour de cet article assez ancien. Celles que
j'utilise sont utilisés seules, sans lames de verre, dans un cache à diapo.
Ben écoute, c'est une lame qui me donne exactement les mêmes mesures que celle calibré de Texereau, donc ca montre que ca marche, ne lui en
déplaise... Ben y'a des chances oui, sinon elle me donnerait pas les mêmes mesures que la lame de Texereau. De plus on a quand même un peu avancé, on a aujourd'hui 3 croisements différents avec cette lame qui donne tous des mesures très proches, avec cette lame photo, les analyses de Bernard qui donne les mêmes résultats et les mesures au foucault. Tout cela colle.ou pas.
Après faut voir que le TP2415 était un sacré bon film d'une très bonne
qualité. J'ai essayé d'autres types de peloches noir et blanc ou les
résultats étaient nettement moins bons.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Hallo Rolf und Teilnehmer.

Danke für die Antwort von Vernet.

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Und der Film zwischen zwei Glasplättchen wäre nicht gut; damit hätten sie schlechte Ergebnisse gemacht. Die Plättchen, die er benutzt, sind in einem Fotorahmen ohne Glas eingeklemmt.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Die selbe Erfahrung habe ich auch gemacht. Durch die vielen Flächen kommen nur Störreflexionen dazu.
Daher verwende ich auch den TP Film ohne Glashalterung.
Da die benutzte Stelle sehr klein ist braucht man nur auf diese Stelle scharf stellen und das genügt.
Da ich gerade dabei bin meine Grundplatte zu machen habe ich bei der Messung auch einmal den TP Film
unter das Interferometer gegeben und das sieht so aus.

Meine Versuchsreihen haben ergeben das der Phasenschieber auch sehr auf die optische Weglängendifferenz reagiert.
Das hat mich herausgefordert eine sehr genaue Grundplatte zu machen.
Bei der bin ich erst gestern mit der Polierarbeit fertig geworden.
Und das sieht so aus.

Diese Platte musste ich so machen dass sie ein Lambda Phasenverschiebung dicker als der Keil ist.
Nur so kann ich garantieren dass ich bei den Messungen auch die optimale Stelle dabei habe.
Nun sind noch viele Messübungen zu machen um die Sicherheit zu erlangen.

Viele Grüße
Alois

Hallo Michael,

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: mkoch</i>
<br />Bei der Wolfram-Schicht die ca. 5% Transmission hat habe ich jetzt einen schmalen Streifen abgeschnitten und den elektrischen Widerstand gemessen. Daraus ergibt sich 42nm Schichtdicke, also etwas weniger als die interferometrisch gemessenen 50nm. Ich traue diesem Online-Rechner nicht, nach dem diese Schicht 26nm haben soll.

Gruß
Michael

P.S. Und wenn man die Prüfspitzen großflächig anpresst dann wird der Widerstand noch etwas kleiner und es kommt 46.3nm raus. Das passt gut zu der interferometrischen Messung.
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Bei Messungen des Schichtwiderstands hilft Dir evtl die Methode von Hr. van der Pauw. Du brauchst nur ein irgendwie geformtes Sample mit der Schicht (gleicher Dicke) und 4 Kontake.
2 Strom - Spannungsmessungen erlauben dann eine Bestimmung des Schichtwiderstands. Da man den spez. Widerstand von Wolfram kennt kann man dann die Schichtdicke berechnen.

http://en.wikipedia.org/wiki/Van_der_Pauw_method

Clear Skies,
Gert

Hallo Alois

Deine Bilder finde ich sehr Interessant .
Zum Technical Pan : Die Oberflächenfehler des Films verursachen Phasenfehler zwischen dem gebeugten Licht und dem Licht 0.Ordnung (im Bild weiß gepunkteter Kreis) . Anhand des zweiten Bildes (Interferenz im doppelten Durchgang) habe ich für einen Phasenfehler von +-60° einen Radius von 1,3mm ermittelt . Ist das korrekt ?

Für diesen nutzbaren Radius r= 1,3mm habe ich ein Beispiel gerechnet welche Fehler damit darstellbar sind .
Krümmungsradius R = 2400mm
lambda = 532 nm
r = 1,3 mm
m = 1 (1. Ordnung)
g = Gitterkonstante

sin(B) = m * lambda/g
für B&lt;&lt; gilt näherungsweise : sin(B) = r/R

g = lambda *R/r = 0,98 mm = ca. 1 mm

Es geht also , nur 60° Phasenfehler sind auch sehr viel .

Gruß Rainer

Hallo Rainer
Habe dir eine PN geschickt und noch keine Antwort bekommen.
Gruß
Alois

Hallo Michael

Hier zunächst erstmal die Standartrechnung wie man das bei Wärmestrahlung rechnen kann ohne Absorption und ohne den Auftreffwinkel zu berücksichtigen. Die relative Energiedichte ist abhängig vom der Winkelabweichung vom Einfallslot auf die Fläche .
Für den Winkel gilt bei kürzesten Abstand R = 1 :

tan(B) = X/R = X
Dichte = c * cos(ATN(X))

Vieleicht stimmt das sogar halbwegs mit deinen Messungen überein ?

Gruß Rainer

Hallo Michael,

dein Problem lässt sich als Lambertscher Strahler behandeln.

Man kann errechnen, dass sich die Dicke der aufgedampften Schicht be<s>rechnen</s>schreiben lässt durch:

d = (m/4*Pi*Rho) * (cos(Theta)/r^2)

Dabei ist Rho die Dichte des Materials, r der Abstand Verdampfer- Glasplatte und Theta der Winkel zwischend dem Lot auf der Glasplatte und der Glasplatte

http://de.wikipedia.org/wiki/Lambertsches_Gesetz

Grüße

Naja ich hab das Ergebnis eben aus meinem Praktkumsversuch Bedampfen abgeschrieben. Setup ist identisch zu deinem, also war ich der Meinung, dass sich das übertragen lässt. Ich guck mal ob ich die Herlietung noch auf die Reihe bekomme.

Grüße

Ich sehe gerade in meinen Aufzeichnungen haben wir eine kleine Näherung verwendet, aber vielleicht findest du hier etwas nützliches:
Die Herleitung ist nämlich garnicht so einfach:

Ab Seite 14: Räumliche Verteilung der Dampfstromdichte:
http://sxs.ifp.tuwien.ac.at/fo…n/pdf/t_p_ds_kapitel2.pdf

Grüße

Edit: Die Näherungen die wir verwendet haben waren:
#kleine Abstände vom Lot
#konstante Verdampfungsrate (die wir tatsächlich versucht haben zu realisieren)

Wir hatten da einen Tiegel aus Wolfram, der ungefähr 2cm x 2cm ausgedeht war. Bei uns war das in guter Näherung eine kleine Strahlquelle, weil der Abstand zum Substrat so 30cm war, klar ist das ne Näherung.

Bei dir ist der Strahler dann ja ausgedehnt. Der ist ja, wenn ich das richtig sehe nicht kugelförmig, sondern eher länglich. Also strahlt er nicht in alle Richtungen gleichmäßig ab (Tut er sowieso nicht, weil zum Beispiel nach hinten nicht abgestrahlt wird und durch deine Wicklung auch nichts zu den Seiten). Das lässt sich nicht so einfach berechnen.

Also würde ich sagen deine gleichmäßige Abstrahlung ist auch eher eine Annahme, wie mein Lambertscher Strahler. Und wenn ich so nachdenke sind die Annahmen garnicht so unterschiedlich. Für einen Lambert- Strahler wird nur ein abstrahlendes Lambertflächenelemt gefordert, was gleichmäßig in den Halbraum abstrahlt.

Die Cosinus- Abhängigkeit kommt ja da nicht durch die Form der Quelle, sondern durch den perspektivischen Effekt, dass der Strahl unter veränderlichem Winkel auf das Substrat trifft.

Gruß

Hallo Michael

Deine Herleitung für den Punktstrahler habe ich nachvollzogen . Sie ist korrekt und vollständig .
Bei meiner Rechnung habe ich den Winkel zum Einfallslot mit ATN(X/1) berechnet . Eine weit entfernte Strahlungquelle im Kopf habe ich die Abnahme mit dem Quadrat der Entfernung übersehen .

Gruß Rainer

Naja du hast ne zylinderförmige Strahlungsquelle, die sollte eigentlich nicht gleichmäßig in alle Richtungen abstrahlen. Nur näherungsweise, wenn der Abstand zum Substrat groß gegen die Ausdehnung der Quelle ist.

Ist aber an sich auch egal, ich will dich jetzt nicht auf Teufel komm raus von meinem Lambert- Strahler überzeugen! [:D]

Wenn dein Ansatz mit dem gleichmäßigen Abstrahlen sich in der Praxis bewährt hat, will ich das jetzt nicht weiter in Frage stellen. Das hat ja schon bewiesen das es hinreichend gut funktioniert.

Wenn ich deinen Ansatz mal nachrechne, kann ich dein Ergebnis so bestätigen.

Und wenn ich in meine Abhängigkeit mal r^2 und cos(Theta) durch x ausdrücke (bei normiertem Abstand Verdampfer- Substrat von 1) dann erhalte ich: d = (m/4*Pi*Rho) * (1+x^2)^<font color="red">-</font id="red">3

Das ist für kleine Abstände x praktisch identisch zu deinem Ergebnis.
http://www.wolframalpha.com/input/?i=%281%2Bx^2%29^%28-3%2F2%29%2C+%281%2Bx^2%29^%28-3%29+

Wenn man in meiner Abhängigkeit r^2 durch r ersetzt, sogar identisch. <s>Wobei mir persönlich die r^2- Abhängigkeit besser gefällt. [;)]</s>

Grüße

Vergesst bitte meinen letzten Post!

Ich hatte angenommen: d = (m/4*Pi*Rho) * (cos(Theta)/r^2)

jetzt ist: cos(Theta)= 1 / H mit H = Hypotenuse = sqrt(1+x^2) =&gt; cos(Theta) = (1+x^2)^(-1/2)

r^2 = x^2 + 1^2 = 1+ x^2

also folgt: cos(Theta) / r^2 = (1+x^2)^(-1/2) / (1+x^2) = (1+x^2)^(-3/2)

bzw. d = (m/4*Pi*Rho) * (1+x^2)^(-3/2)

Michael,

unsere Ergebnisse sind identisch, wenn man einen Abstand von 1 zwischen Substrat und Verdampfer annimmt!
Jetzt stimmt mein physikalisches Weltbild wieder.

Grüße

Hallo Lukas

Ist Dir schon aufgefallen , das Deine Rechnung und die von Michael im Kern die gleiche ist ?

Sd = (m/4pi*Rho) * (cos(Theta))/r^2

(m/4pi*Rho) ist Michaels Konstante c
r ist bei Michael (1+X^2)^1/2
(cos(Theta))ist bei Michael (1+X^2)^-1/2
1/r^2 ist (1+X^2)^-1

Sd = c * (1+X^2)^-3/2

Da die Wendel keine ebene Fläche ist , muß Sie noch nicht mal ein Lambertscher Strahler sein um ziemlich unabhängig von der Richtung abzustrahlen . Die räumliche Ausdehnung und der kleine Abstand ergeben allerdings keine ideale Punktquelle . Ob dieser Fehler gravierend ist wird von den Abmessungen abhängen .

Gruß Rainer

Ergänzung : Hallo Lukas
Wie ich jetzt sehe hast Du um 13.20 in deinem Post schon die Rechnung gebracht .
Dein Link "Räumliche Verteilung der Dampfstromdichte " ist interresant .
Gruß Rainer

Hallo Rainer,

ja Michael seine Formel ist ein Spezialfall von meiner Formel. Das ist mir aber erst recht spät aufgefallen, einmal weil ich seine Bedingung, dass das Abstand auf 1 normiert sein soll nicht so richtig verinnerlicht hatte und natürlich weil ich nen blöden Rechenfehler gemacht habe.

Einen idealen Lambertstrahler gibt es sowieso nicht, das sind beides nur Näherungen die je nach Geometrie gut oder schlecht sind.
Aber es ist beruhigend, dass beide ein identisches Ergebnis liefern.

Gruß