J.A. Woollam RC2 穆勒矩阵椭偏仪
双旋转补偿器设计，完整采集穆勒矩阵 16 个元，光谱覆盖 193–2500nm，薄氧化膜厚度重复性优于 0.005nm
双旋转补偿器架构的宽光谱椭偏仪，可完整采集穆勒矩阵的 16 个元素
J.A. Woollam RC2 在二十五年椭偏仪研制经验基础上，采用双旋转补偿器、消色差补偿器设计、新一代光源与光谱仪设计。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。
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。
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。
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。
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。
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。
| 应用领域 | 椭偏测量场景 | 典型测量对象 |
|---|---|---|
| 低禁带半导体 | 覆盖 0.5–6 eV 光子能量区间，低能区反映材料带隙，高能区反映其他电子跃迁引起的吸收，用于带隙分析与组分标定。 | InGaAs、InSb、HgCdTe、III-V 族化合物 |
| 显示行业膜层 | 对 ITO 透明电极、聚酰亚胺、液晶等膜层做厚度与光学常数表征，支撑显示面板工艺评价。 | ITO、聚酰亚胺（PI）、液晶层、OLED 叠层 |
| 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。 | 各向异性晶体、取向聚合物、液晶 |
| 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。 | 液晶盒、相位延迟器、偏振器件 |
| 纳米结构与超材料 | 对周期性纳米结构做光学响应表征，支撑结构参数与光学性能的关联分析。 | 纳米光栅、超表面、光子晶体 |
| 导电有机物与 OLED | 有机功能层的光学常数与各向异性表征，支持器件光学设计验证。 | PEDOT、P3HT、有机发光层 |
| 光学镀膜 | 增透膜、高反膜、滤光片的膜厚与折射率 n、k 测定，判断镀膜光学性能是否达到设计值。 | TiO2、SiO2、Ta2O5、MgF2 |
| 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。 | 沉积速率、生长曲线、工艺窗口判定 |
RC2 面向从简单到复杂的多种薄膜体系，可测量与表征的项目包括：
介电薄膜、半导体（晶体/非晶/多晶）、有机物与高分子、液晶、金属氧化物、超材料等。
单层膜、多层堆叠膜、渐变折射率膜、各向异性层、粗糙界面、周期性纳米结构等。
厚度、折射率 n、消光系数 k、介电函数、带隙、各向异性轴、退偏振参数、界面与粗糙度等。
各向异性材料研究、液晶器件开发、纳米结构表征、原位工艺监控、材料光学常数数据库建立。
椭偏测量的基本原理是：偏振光经样品反射或透射后，偏振态随薄膜厚度与光学常数发生改变，通过解析出射光的偏振状态即可反演膜层参数。基础椭偏测量只能得到 Psi 与 Delta 两个参数，对复杂样品的描述能力有限。RC2 在样品前后各配置一个补偿器并使其同步旋转，通过多组调制状态获取更完整的偏振信息，从而得到 4×4 穆勒矩阵的全部 16 个元素。穆勒矩阵包含退偏振信息，因此可用于各向异性、退偏振、手性等复杂样品与纳米结构的表征。
柔性PET基底上ITO膜层的MM(穆勒矩阵)数据
旋转测量的穆勒矩阵椭偏数据(MM-SE),右下角的9个参数显示各向异性样品的相位延迟信号。
一次测量获得全部 16 个穆勒矩阵元素，无需更换硬件或分次测量。
对单轴、双轴各向异性材料与产生退偏振的粗糙、多层样品均可建模分析。
同步采集 1000 个以上波长点，全光谱测量约三分之一秒，适合批量检测与动态过程跟踪。
垂直自动变角 20°–90°，水平自动变角 45°–90°；聚焦组件光斑可小至 25 × 60 μm。
| 参数名称 | 规格 | 参数名称 | 规格 |
|---|---|---|---|
| 仪器类型 | 双旋转补偿器光谱椭偏仪 | 数据采集 | 全光谱约 1/3 秒（含高级数据类型） |
| 穆勒矩阵 | 完整采集 4×4 共 16 个元素 | 同步波长点数 | 1000 个以上 |
| 光谱范围 | 193–2500 nm（视配置） | 固定入射角 | 65° |
| 水平自动变角 | 45°–90° | 垂直自动变角 | 20°–90° |
| 测量类型 | SE / g-SE / MM-SE / 退偏振 / 强度 | 空气直射穆勒矩阵 | 对角元素 1 ± 0.002，非对角元素 0 ± 0.002 |
| 薄氧化膜厚度重复性 | 优于 0.005 nm | 聚焦光斑 | 可小至 25 × 60 μm |
| Mapping 能力 | 自动 300 × 300 mm XY 台 | 软件 | CompleteEASE |
RC2 提供多种光谱配置，覆盖不同的波段需求，可按被测材料的吸收特性与目标膜厚选择：
| 配置 | 光谱范围 | 同步波长点数 | 适用场景 |
|---|---|---|---|
| U / X | 210–1000 nm | 790 | 可见至近红外常规薄膜表征 |
| D | 193–1000 nm | 800 | 需要覆盖 193nm 深紫外，适合高 k 介质与光刻相关膜层 |
| UI / XI | 210–1690 nm | 1065 | 含近红外波段，适合厚膜与近红外吸收材料 |
| DI | 193–1690 nm | 1075 | 深紫外到近红外全段覆盖，兼顾超薄膜与厚膜 |
| XI+ | 210–2500 nm | 1040 | 扩展至 2500nm 近红外，适合窄带隙半导体与厚膜 |
内置多层膜、各向异性、渐变折射率、粗糙界面与有效介质近似等模型，支持从简单单层到复杂叠层的完整拟合。
提供穆勒矩阵数据的可视化与分解分析功能，便于定位各向异性与退偏振来源。
优尼康科技同时代理 J.A. Woollam 的三款光谱椭偏仪，三款机型定位互补，可按测量对象与使用场景选择：
| 对比项 | RC2 | M-2000 | theta-SE |
|---|---|---|---|
| 核心定位 | 研究级，穆勒矩阵与各向异性表征 | 通用型，原位与产线集成 | 薄膜均匀性 Mapping 专项 |
| 测量能力 | SE / g-SE / MM-SE 全部 16 个穆勒矩阵元素 | SE / g-SE / MM-SE（视配置） | SE / g-SE / MM-SE |
| 光谱范围 | 193–2500 nm（视配置） | 193–1690 nm（视配置） | 400–1000 nm |
| 数据速率 | 全光谱约 1/3 秒 | 每秒 20 次采集 | 可快至 0.3 秒 |
| 角度配置 | 固定 65°，水平 45°–90°，垂直 20°–90° | 固定 65°，水平 45°–90°，垂直 20°–90° | 固定 65° |
| 样品尺寸 | 可配 300×300 mm Mapping 台 | 支持 300 mm 及 1.1×1.3 m 面板扫描 | 内置 300 mm Mapping 台 |
| 适用场景 | 各向异性、退偏振、复杂叠层与纳米结构研发 | 常规薄膜表征与在线工艺监测 | 晶圆全片均匀性检测与量产监控 |
RC2 由 J.A. Woollam 制造，优尼康科技代理该品牌椭偏仪，提供从选型咨询、安装培训到售后的技术支持。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。
我们用 RC2 表征液晶盒与取向聚合物薄膜，完整穆勒矩阵数据让各向异性轴与相位延迟的拟合明显更稳定，过去用基础椭偏需要反复更换测量条件才能得到的结果，现在一次测量即可获得。
课题组主要做纳米光栅与超表面，RC2 的退偏振表征能力帮我们区分了结构散射与材料吸收的贡献。1000 多个波长点同步采集，全光谱测量时间短，批量样品的效率提升比较明显。
我们的产线需要对新材料做光学常数建档，RC2 覆盖深紫外到近红外的宽光谱配置省去了更换机型的工作，CompleteEASE 的建模库也让新材料的拟合有较好的起点。
常规椭偏仪通常只测量 Psi 与 Delta 两个参数，RC2 采用双旋转补偿器架构，可完整采集 4×4 穆勒矩阵的 16 个元素。多出的退偏振与各向异性信息，使它可以处理常规椭偏难以描述的各向异性材料、液晶器件与纳米结构。
穆勒矩阵描述样品对偏振光的完整变换关系。借助它可解析单轴与双轴各向异性、退偏振、手性结构等特征，常用于液晶器件、取向聚合物、纳米光栅、超表面等复杂样品的表征。
先看被测材料的吸收特性与目标膜厚。需要覆盖 193nm 深紫外选 D 或 DI 配置；需要近红外波段或测量厚膜选 XI、DI 或 XI+；只在可见到近红外做常规表征，U/X 配置即可。
可以。RC2 提供 In-Situ 配置，系统可直接安装于工艺腔室进行实时监控，配合自动变角平台也可用于产线上的过程监测。
配合聚焦组件，RC2 的聚焦光斑可小至 25 × 60 μm，可用于小尺寸样品或局部区域的测量。
优尼康科技代理 J.A. Woollam 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，帮助确认测量方案后再采购。
需要评估您的薄膜样品？
不确定您的薄膜样品是否适合 RC2 测量？优尼康科技提供样品测试与选型咨询，专业工程师将协助您确认测量方案。
