椭偏法测薄厚度和折射率.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,甄聪棉,椭偏法测薄厚度和折射率,基本思想,椭偏法测量薄膜厚度和折射率的,基本思想,：用一束单色椭圆偏振光投射到薄膜表面，反射光的椭偏状态与薄膜厚度和折射率有关。设法测出反射前后椭偏光状态的变化，就可以求出,薄膜的厚度和折射率,。,原 理,n,1,n,2,p,p,p,s,光在两种介质面上的反射和折射,光在不同介质的分界面上所发生的现象,可借助于两个特定的线偏振光（,P,波和,S,波）进行分析,r,和,t,分别表示反射系数和透射系数，用 分别表示入射光、反射光和透射光的振幅,依透射系数的定义则有反射系数和：,（,1,）,将（,1,）式分解到,P,与,S,两分量上,（,2,）,当光线 由 进入时，入射角为 ，则折射角为 ，,反射系数与透射系数分别用 和 表示,（,3,）,（,2,）式与（,3,）式相比：,（,4,）,从空气（折射率为,）入射到单层膜系（由折射率为,的衬底和折射率为,、厚度为,的薄膜构成的系统）的情况,光波在单层介膜中传播,入射光的振幅为,，设它为,1,。,条光的振幅为,每相邻两条光之间的位相差为：,为总的反射光的振幅，它应是（,1,）、（,2,）、（,3,）,条光叠加的结果，即：,=,总的反射系数为,R,，根据反射系数的定义,：,（,5,）,由此看来，光在单层膜上的总反射系数可视为光在一等效界面上的反射系数，如果把它沿,P,和,S,分量分解（,6,）式便可写成,本实验是通过反射系数比,(G),来测出反射前后光的,偏振状态的变化，这里,G=,与,是复数，所以可用它的模数和一个相因子,表示出来，即,（,6,）,（,7,）,（,8,）,不难看出，反射系数比中的参量,有关。如果,、,、,和,都是已知的,，此时给一个,值便对应一组确定的,的值，当,确定后，又每一个,，便,、,、,和,可得到一组相应的,和,的值，可分别作出,曲线,90,70,50,30,10,0,40,120,200,280,360,2.0,1.6,1.45,关系曲线,-,通过实验测出,和,之后，利用上图便可查出,n,2,，,再由测出的,在,曲线上查出,的值，便可求出薄膜的厚度。,