製品概要
光弾性変調器(Photoelastic Modulator : PEM)は、光の偏光状態を固定された周波数で変調できるユニークな偏光制御素子です。 HINDS Instruments社独自の技術で圧電素子を高速に駆動し、合成石英などの光学素子に応力を加えて意図的に応力複屈折を発生させ、透過光の偏光状態を変調します。 真空紫外光から中赤外光領域まで幅広い波長域に対応し、複屈折測定などのポラリメトリー、エリプソメトリー、MOKE(磁気光学カー効果)、光チョッパーなど様々なアプリケーションに使用できます。
光弾性変調器とは
一般的な偏光測定では偏光子と波長板が広く利用されていますが、光弾性変調器(Photoelastic Modulator : PEM)も、極微弱な偏光特性の変化を測定する偏光制御デバイスとして採用されています。PEMは周期的に変化する複屈折によって入射偏光を変調する素子で、光学ヘッドと駆動用ドライバー、コントローラー(PEM-100)で構成されています。光学ヘッドには合成石英など透明な等方性光学材料とピエゾアクチュエーターが取り付けられており、ピエゾアクチュエーターを共振周波数 で伸縮させて光学材料に周期的に応力を加え、 数十kHzで変化する複屈折が発生します。複屈折の大きさはコントローラーで制御し、任意波長においてλ/2波長板やλ/4波長板として機能させることができます。 位相変調法は光学素子を回転する機械駆動を必要とせず、安定した測定を実現でき、また、PEMの共振周波数は数十kHzと高く、短時間測定や、ロックインアンプを用いた高分解能測定ができるため、一般的な偏光測定では検出困難な微弱な偏光変化の検出も可能になります。
PEMの動作原理広波長範囲、大きな有効径
PEMは用いられている光学材質の種類によって、130nm～THzオーダーの広い波長範囲で使用可能です。また、有効径(*)が大きく、最大で56mmに対応します。例えば、最も標準的な光学ヘッドI/FS50の場合、光学材質は合成石英で、λ/2駆動する場合に波長170nm～1μmで使用可能です。
(*)有効径は、変調効率90%以上の範囲になります。
温度制御機能付PEM
PEMを使った偏光測定は非常に高感度であるため、環境温度変化によるわずかなPEMの振幅フラツキが測定結果に影響することがあります。PEM-ATC™は、光学ヘッド内部にヒーターを内蔵することで環境温度変化の影響がごく小さくなり、長時間測定安定性が大幅に向上します。なお、温度を一定に保つために有効径が3mmに制限されます。
(右図)標準PEM(青線)とPEM-ATC™(赤線)の安定性比較。
縦軸はAC/DC信号。温度制御機能によって、PEM-ATC™は長時間の安定性に優れていることがわかります。
反射防止コーティングなどのオプション
透過率改善、干渉縞の抑制に効果のある反射防止コーティングや、強磁場対応、ケーブルの延長、真空チャンバー対応などのオプションもあります。カスタム対応可能です。
2台のPEMを組み込んだデュアルPEMシステムもあります。
測定に必要な各種装置
偏光測定をおこなうための様々なデバイスも取り扱っています。これら以外にも提案可能です。
●DET-200シリコンまたはゲルマニウム検出器
●APD-100アバランシェフォトダイオード検出器
・対応波長範囲200～1600nm (検出器モデルによる)
・ゲイン設定、オフセット調整機能あり
●Signaloc2100 専用ロックインアンプ
・機能を最小限に抑えた低価格、コンパクトな専用2位相アナログロックインアンプ
・使用するPEMの周波数(1fおよび2f)、DC信号測定
・RS232C接続、DLLまたはLabVIEWによるソフトウェア開発可能
用途
- 複屈折測定
- ストークスパラメーター測定
- ミュラー行列測定
- UV～VIS～NIRの線および円二色性
- 磁気円二色性
- FTIRシグナル改善（VCD、VLD、IRRASなど）
- エリプソメトリー
- 蛍光の偏光解析
- 光チョッパー など
