高精度偏光測定のスタンダード PEM 光弾性変調器 光弾性変調器 PEM I/FS50,PEM-100 高精度偏光測定に最適 多くの偏光実験では、 偏光子や波長板を回転させる手 法が一般的です。 しかし、 より高精度で短時間測定には 光弾性変調器 (PEM) が最も適しています。 PEM は光 学素子の複屈折が周期的に変化するデバイスで、 専用 アクセサリー PEMによる測定に適した各種アクセサリーも用意しています。 ●DET-200 型検出器 可視～近赤外、 ゲイン調整可能。 また、 微弱光用の APD 検出器も あります。 コントローラー "PEM-100" から任意の波長、 位相差に設 定することができます。 また、 共振デバイスなのでロッ クインアンプによる高感度測定に非常に有効です。 代表的なアプリケーションとして、 円二色性、 磁気光学 カー効果 (MOKE)、 エリプソメトリーなどの微弱な偏光変 ●SCU-100 型信号調整ユニット 検出器からの信号を AC、 DC に 分離し、 それぞれにゲインをかけ ることが可能。 ロックインアンプの 前段で使用します。 化を捉える用途が挙げられますが、 その他あらゆる偏光 測定に幅広くご使用頂けます。 圧電素子 +λ/4 -λ/4 21 光学素子 振幅リミットλ/4 PEM は圧電素子の伸び 縮みによって光学素子内 に周期的な複屈折を与 える共振デバイスです。 λ/4 動作の PEM に直線 偏光を入射すると、 透過 光の偏光はグラフのよう に変化します。 ●Signaloc2100 型ロックインアンプ PEM 専用アナログロックインアンプ。 PEM の周波数で使用することに特化 した高安定、 低価格な解析器です。 ●ディレイパルスジェネレーター PEMの参照パルスを基に、 パル スレーザーなどに外部トリガー信 号を送ります。 PEM 光弾性変調器 高精度偏光測定のスタンダード モデル一覧表 変調可能な波長範囲 型名 光学素子の材質 有効径 変調周波数 ～λ/4 ～λ/2 20ｋHz 170nm～ 2μm 170nm～1μm 22mm I/FS50 合成石英 50ｋHz 170nm～ 2μm 170nm～1μm 16mm I/FS60 合成石英 60ｋHz 170nm～ 2μm 170nm～1μm 16mm I/CF50 フッ化カルシウム 50ｋHz 130nm～ 2μm 130nm～1μm 16mm II/FS20A 合成石英 20ｋHz 170nm～ 2μm 170nm～1μm 56mm II/FS20B 合成石英 20ｋHz 1.6nm～ 2.6μm 800nm～ 2.5μm 56mm II/FS42A 合成石英 42ｋHz 170nm～ 2μm 170nm～1μm 27mm II/FS42B 合成石英 42ｋHz 1.6μm～ 2.6μm 800μm～ 2.5μm 27mm II/FS47A 合成石英 47ｋHz 170nm～ 2μm 170nm～1μm 24mm II/FS47B 合成石英 47ｋHz 1.6μm～ 2.6μm 800nm～ 2.5μm 24mm II/FS84 合成石英 84ｋHz 800nm～ 2.6μm 400nm～ 2.5μm 13mm II/IS42 合成石英 42ｋHz 1.6μm～ 2.6μm 800nm～ 3.5μm 27mm II/IS84 合成石英 84ｋHz 800nm～ 3.5μm 400nm～1.8μm 13mm II/CF57 フッ化カルシウム 57ｋHz 800nm～ 8.5μm 400nm～ 5.5μm 23mm II/ZS37 セレン化亜鉛 37ｋHz 2μm～18μm 1μm～ 9μm 19mm II/ZS50 セレン化亜鉛 50ｋHz 2μm～18μm 1μm～10μm 14mm II/SI40 シリコン 40kHz FIR ～ THz FIR ～ THz 36mm II/SI50 シリコン 50kHz FIR ～ THz FIR ～ THz 29mm PEM 合成石英 光弾性変調器 I/FS20 ※仕様は変更されることがあります 使用方法例 PEMを使った偏光測定では、 通常下記のデバイスが必要です。 ● 光源 (CW レーザー、 単色光化したランプ光源 ) 試料 ● 偏光子 ( できるだけ消光比が良いもの ) PEM（0°） ● 検出器 ( 使用波長に適し、 レスポンスがはやいもの ) ● 検出信号の AC/DC 分離 (SCU-100 など ) ● ロックインアンプ (PEMの変調周波数以上のもの ) 偏光子（0°） 光源（レーザー） 検光子（45°） 検出器 SCU100 シグナルコンディショニングユニット PEM による測定は位相変調法と言われ、 光学関係の専門書にも基本 原理が記載されています。 本測定法では、 検出信号の交流成分と直 流 成 分 を正 確 に測定 す る 必 要 が あ り ま す。 そ こ で、 検出信 号 を AC信号 PC （回転角、楕円率計算） DC信号 PEM100型 コントローラー 参照信号 ロックインアンプ （1f） ロックインアンプ （2f） SCU-100 で交流、 直流信号を分離してからロックインアンプ (LIA) で測 定します。 なお、 解析する交流信号は 1 つとは限りません。 右図の MOKE の場合は、 PEMの変調周波数 (1f) と、 その 2 倍の周波数 (2f) を 測定する必要があるため、 2台のLIA が必要です。 本測定手法の基本原理については、 HINDS 社のウェブサイトに詳しく記 ■ 磁気光学カー効果 (MOKE) の測定方法例 試料に直線偏光を入射すると、 反射光は楕円偏光になりま す。 この反射光の回転角と楕円率を PEM を使用して測定し ます。 ロックインアンプで測定された結果をコンピューターに 取り込んで計算すると回転角、 楕円率が求められます。 載されているので、 ぜひご一読ください。 22
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