1.一般的相位差测量光学系

相位差通常使用带有两个偏振片的光学系统（图 6）进行测量。这两个偏振片大多使用相同的器件，为了对它们加以区分，将光入射侧的偏振片称为 “起偏器”，将光接收侧的称为 “检偏器”。由于起偏器需向样品照射任意角度的线偏振光，检偏器需获取样品任意角度的偏振光强度，因此二者均具备以光轴为中心的旋转机构。

图6．一般的相位差测量光学系

图 7 为我司的相位差测量装置 RETS 系列的光学系统。该系统基本与图 6 所示的通用相位差测量光学系统大致相同，而不同之处在于其光接收器采用了分光仪。通过使用分光仪，能够实现多波长相位差的同时测量。

此外，在光源部分，为将光线从光源引导至偏振光学系统，使用了光纤（称为 “投光光纤”）；为将光线从偏振光学系统引导至分光仪，同样使用了光纤（称为 “受光光纤”）。由于使用光纤可提高光学系统配置的自由度，因此更易于对应大型样品台、光轴倾斜旋转头等。若样品尺寸较小，则可将样品本身固定在倾斜旋转台上进行测量。

图7．相位差测量光学系统 [RETS 系列] 

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2．由相位差引起的光谱变化

图 8 展示了样品相位差 Re 引起的光谱变化。这三条光谱均为偏光器与光轴呈 45°、检偏器与光轴呈 45° 的平行尼科耳状态下的光谱。

可以看出，当样品的 Re 从 150nm ⇒ 600nm ⇒ 2400nm变化时，在测量波长范围内，光谱波形的干涉周期逐渐加快。由此可知，即便不理解复杂的理论公式，也可知道通过光谱测量能实现相位差的测量。

观察图 8 中波长 600nm 处的情况可知，Re 为 600nm 和 Re 为 2400nm 的样品，其光量均为 “1”；仅通过单一波长的数据，无法区分这两个样品的差异。相位差测量仪分为单波长测量仪和多波长测量仪两种，一般来说，多波长测量仪的测量范围比单波长测量仪更广。

图8．由相位差引起的光谱变化