FUV- EUV Polarimetric System Development

La generazione e il controllo di luce polarizzata linearmente e circolarmente nell’ ultravioletto da vuoto (VUV) e nell’estremo ultravioletto (EUV) è argomento di grande interesse in diversi ambiti tecnologici e di ricerca, che riguardano la fisica solare, la scienza dei materiali e lo sviluppo di componenti ottici, inclusi dispositivi per la manipolazione dello stato di polarizzazione della luce. Questo ha spinto i ricercatori ad esaminare e disegnare ritardatori di fase, polarizzatori e lamine al quarto d’onda, specificamente progettati per questa regione spettrale e pensati per essere usati in diverse configurazioni ellissometriche al fine di fornire preziose informazioni sulle proprietà fisiche e ottiche di materiali e rivestimenti ottici. In questa tesi, presentiamo l’implementazione di un riflettometro EUV, già presente presso l'Istituto di fotonica e Nanotecnologie-CNR di Padova (Italia), recentemente implementato e testato per misure polarimetriche in una banda spettrale ampia, compresa tra i 90 e i 160 nm, di grande interesse per la fisica solare. La prima parte del lavoro descrive lo sviluppo, la progettazione e la fabbricazione di un polarizzatore lineare ottico costituito da quattro specchi in oro opportunamente assemblati. Il dispositivo è stato accoppiato al riflettometro EUV in modo da permettere l’utilizzo dell’intero sistema per analisi ellissometriche nell’EUV. La robustezza della metodologia sperimentale è stata poi validata per caratterizzare le proprietà ottiche e strutturali di uno specchio di alluminio mono-strato proposto come lamina al quarto d’onda broadband. Per questo specchio, sono stati derivati i due parametri ellissometrici caratteristici tanψ=r_p/r_s e δ, la differenza di fase. La seconda parte della tesi tratta, invece, lo sviluppo e la progettazione di lamine al quarto d’onda broadband innovative. Le attività nell'ambito di questo argomento includono la ricerca di nuovi materiali, la simulazione numerica e la caratterizzazione. A tale scopo, sono state studiate le proprietà di una lamina al quarto d’onda basata su SnTe/Al, per la quale il SnTe è stato utilizzato come strato protettivo al fine di migliorare la stabilità e l'efficienza, contro l’ossidazione e la contaminazione proprie dell’alluminio. Il campione è stato caratterizzato attraverso misure di tipo polarimetrico e di riflettanza. Le lamine al quarto d’onda sviluppate in questo contesto potrebbero essere utilizzate in altre applicazioni sperimentali per la generazione, la caratterizzazione e il controllo di luce polarizzata nell’ EUV. L'intero strumento, composto dal riflettometro e dal polarizzatore, è a tutti gli effetti un sistema ellissometrico nell’ EUV. Lo si propone in maniera complementare a large scale facility per testare componenti ottici disegnati per l’EUV, per lo studio di coating e di interfacce di film sottili.