J.A. Woollam 双旋转补偿器光谱椭偏仪

一、简介

J.A. Woollam 公司成立于 1987 年，由内布拉斯加大学林肯分校的科研成果衍生而来，长期专注于光谱椭偏测量技术的研发与制造，已在全球安装超过 2000 套椭偏仪系统，广泛应用于半导体、显示、光伏、光学镀膜与新材料等领域的科研与生产。优尼康科技代理该品牌椭偏仪，提供选型咨询、安装培训、售后技术支持与样品测试协助。

RC2 采用双旋转补偿器、消色差补偿器设计，并配备新一代光源与光谱仪。与只能获取 Psi 与 Delta 两个参数的基础椭偏测量不同，RC2 可完整测量穆勒矩阵（Mueller matrix）的全部 16 个元素，用于表征各向异性与退偏振的复杂样品与纳米结构。

系统在紫外到近红外区间可同步采集 1000 个以上波长点，全光谱测量约需三分之一秒。测量光路配置计算机控制的输出光强调节，可自动适配低反射与高反射样品；光谱仪将硅 CCD 与半导体制冷 InGaAs 阵列结合，提升对尖锐特征峰的采集能力。光路内置位置灵敏探测器，可持续确认系统与样品的对准状态。

RC2 提供水平与垂直两种自动变角平台。垂直系统的变角范围更大，样品台与探测臂相互独立，便于反射与透射测量；水平系统适配大范围 Mapping、液体池与加热台。配合聚焦组件，测量光斑可小至 25 × 60 μm。

二、技术特点

双旋转补偿器：样品前后两个补偿器同步旋转，在一次测量中同时获得高准确度与高速度，无需为提高精度反复等待分区平均。

消色差补偿器设计：新型消色差补偿器在宽光谱范围内保持稳定的相位延迟，使紫外至近红外整段光谱的测量表现更均衡。

完整穆勒矩阵：可采集 4×4 穆勒矩阵的全部 16 个元素，用于表征各向异性、退偏振、手性结构等复杂样品与纳米结构。

计算机控制的双光源：双光源扩展光谱范围，输出光强由计算机控制，可根据样品反射率自动优化信号，兼顾低反射与高反射样品。

新一代光谱仪：硅 CCD 与半导体制冷 InGaAs 阵列组合，兼顾可见与近红外波段，提升对尖锐特征峰的测试能力。

光束自检对准：光路内置位置灵敏探测器，持续确认系统与样品的对准状态，降低因对准偏移带来的测量偏差。

光谱配置

U / X 型 210-1000 nm，790 个波长点，可见至近红外常规薄膜表征；D 型 193-1000 nm，800 个波长点，覆盖 193nm 深紫外，适合高 k 介质与光刻相关膜层；UI / XI 型 210-1690 nm，1065 个波长点，含近红外波段，适合厚膜与近红外吸收材料；DI 型 193-1690 nm，1075 个波长点，深紫外到近红外全段覆盖；XI+ 型 210-2500 nm，1040 个波长点，扩展至 2500nm，适合窄带隙半导体与厚膜。

三、应用

单层膜或多层膜叠加、单一膜层及液态膜层，测量薄膜厚度、反射率和透射率、折射率 n、消光系数 k 与介电函数等光学常数。

低禁带半导体：覆盖 0.5-6 eV 光子能量区间，用于带隙分析与组分标定，典型对象 InGaAs、InSb、HgCdTe、III-V 族化合物。

显示行业膜层：ITO 透明电极、聚酰亚胺、液晶等膜层的厚度与光学常数表征，支撑显示面板工艺评价。

各向异性材料：通过完整穆勒矩阵解析材料的各向异性轴方向与双折射，单轴与双轴材料均可建模。

液晶器件：对液晶盒的指向矢取向与相位延迟做定量分析，用于器件结构与驱动状态评价。

纳米结构与超材料：对周期性纳米结构做光学响应表征，典型对象纳米光栅、超表面、光子晶体。

导电有机物与 OLED：PEDOT、P3HT、有机发光层的光学常数与各向异性表征。

光学镀膜：增透膜、高反膜、滤光片的膜厚与 n、k 测定。

原位工艺监控：系统可直接安装于工艺腔室，对薄膜生长过程做实时监控与反馈，用于沉积速率、生长曲线与工艺窗口判定。

本地化服务与技术支持：该机型由 J.A. Woollam 制造，优尼康科技代理并提供选型咨询、安装培训与售后技术支持。如需评估样品适用性，可寄送样品或由工程师协助测试，确认测量方案后再行采购。

四、指标参数