Spektralphotometrie und zeitaufgelöste Laserphotometrie für den VUV-Spektralbereich

Leiterer, Jork

Zusammenfassung Diese Arbeit der Technischen Physik beschreibt Entwicklung und Aufbau photometrischer Meßtechnik zur möglichst genauen Charakterisierung optischer Materialien (Substrate, Einzelschichten und Schichtsysteme). Aufgrund der Absorptionseigenschaften von Luft unterhalb einer Wellenlänge von 190 nm stellt der Meßaufbau im Vakuum oder Schutzgas eine Herausforderung an Meßtechnik und Meßverfahren. Anhand der ausgewählten Substrate Quarzglas, MgF2, CaF2, BaF2, LiF und Saphir (Al2O3) wurde die präzise Bestimmung photometrischer Daten wie Reflexion und Transmission über einen Spektralbereich von 115 bis 215 nm mit einem Fehler kleiner 0,1 % gezeigt. Der zur notwendigen in-situ-Entfernung von probenspezifischen Oberflächenbelägen (Kohlenwasserstoffe) verwendete F2-Laser wurde nicht nur als Reinigungswerkzeug benutzt, sondern zusätzlich in ein neues zeitaufgelöstes Meßverfahren integriert. Dadurch werden pulsgenaue Reinigungsverläufe sichtbar, deren exponentielle Verläufe gut dem erstellten theoretischen Modell folgen. Summary This work in technical physics describes the development and or build up of photometrical measurements to effectively characterise optical materials such as substrates and single and multilayer coatings. Due to the absorbing properties of air below wavelengths of 190nm, the apparatus must be set in a vacuum or cover gas making measuring a challenge. Accurate determination of photometrical data was demonstrated using the following selected substrates: fused silica, Mg F2, CaF2, BaF2, LiF and sapphire (Al2O3) and the data collected included reflection and transmission in a spectral range from 115 to 230 nm with an error of less than 0.1%. For the necessary in-situ-removal of surface contaminations (hydrocarbons) specific to each sample, an F2-laser was used, this laser was not only used as a cleaning tool but was furthermore integrated in a new time-resolved-measurement. Thereby, pulse-precise processes of cleaning were successfully observed and a theoretical model was created that well described their exponential progression.

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Leiterer, Jork: Spektralphotometrie und zeitaufgelöste Laserphotometrie für den VUV-Spektralbereich. 2003.

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