椭偏仪 (7).docVIP免费

实验报告19系04级姓名王承乐日期06.05.12评分实验题目:椭偏仪测量薄膜厚度和折射率实验目的:1.了解椭偏仪测量薄膜参数的原理.2.初步掌握反射型椭偏仪的使用方法.实验原理:在一光学材料上镀各向同性的单层介质膜后,光线的反射和折射在一般情况下会同时存在的.通常,设介质层为n1、n2、n3,φ1为入射角,那么在1、2介质交界面和2、3介质交界面会产生反射光和折射光的多光束干涉,如图(1-1)图1-1这里我们用2表示相邻两分波的相位差,其中=/cos222dn,用r1p、r1s表示光线的p分量、s分量在界面1、2间的反射系数,用r2p、r2s表示光线的p分、s分量在界面2、3间的反射系数.由多光束干涉的复振幅计算可知:ipippipprpEerrerrE2212211…(1)isississrsEerrerrE2212211…(2)其中Eip和Eis分别代表入射光波电矢量的p分量和s分量，Erp和Ers分别代表反射光波电矢量的p分量和s分量.现将上述Eip、Eis、Erp、Ers四个量写成一个量G,即:iisiprsrpetgEEEEG//=2212211ippipperrerr·2212211ississerrerr…(3)我们定义G为反射系数比，它应为一个复数，可用tg和表示它的模和幅角.上述公式的过程量转换可由菲涅耳公式和折射公式给出:1G是变量n1、n2、n3、d、、1的函数(2、3可1用表示),即ftg1,farg,称和为椭偏参数,上述复数方程表示两个等式方程:[ietg]的实数部分=[2212211ippipperrerr2212211ississerrerr]的实数部分[ietg]的虚数部分=[2212211ippipperrerr2212211ississerrerr]的虚数部分若能从实验测出和的话,原则上可以解出n2和d(n1、n3、、1已知),根据公式(4)~(9),推导出和与r1p、r1s、r2p、r2s、和δ的关系:2cos212cos2[212212212212pppppppprrrrrrrrtg2cos22cos21212212212212ssssssssrrrrrrrr]1/2…(10)2cos)1()1(2sin)1(1222211221pppppprrrrrrtg2cos)1()1(2sin)1(1222211221ssssssrrrrrrtg…(11)由上式经计算机运算,可制作数表或计算程序.这就是椭偏仪测量薄膜的基本原理.若d是已知,n2为复数的话,也可求出n2的实部和虚部.那么，在实验中是如何测定和的呢？现用复数形式表示入射光和反射光ipiipipeEEisiisiseEErpirprpeEErsirsrseEE…(12)由式(3)和(12)，得：G=ietg=)}(){(//isiprsrpiisipr...