椭圆偏振仪测量薄膜厚度和折射率.ppt

实验目的 （1）?了解椭圆偏振法测量薄膜参数的基本原理； （2）掌握椭圆偏振仪的使用方法，会利用椭偏仪对薄膜厚度和折射率进行测量． 实验仪器 半导体激光器 椭圆偏振仪 数字检流计 利用椭偏仪测量优点 精度高 较灵敏 非破坏性 实验原理 一束自然光经偏振器变成偏振光,再经过1/4波片使它变成椭圆偏振光入射在待测膜上; 反射时,光的偏振状态发生变化; 通过检测这种变化,便可推算出待测膜面的膜厚度和折射率. 多光反射示意图 理论推导 总反射系数 引入两个物理量 和 称为椭圆偏参量(椭圆偏角) 和 的物理意义 光的复数形式 反射前后p和s分量的振幅比 反射前后p和s分量的位相差 问题的简化 入射光为等幅椭圆偏振光 反射光为线性偏振光 简化目的 恰好是反射光p和s的幅值比,通过检偏器角度A可求; 为光经过膜位相的改变,可通过起偏器的角度P求得 简化条件的实现 起偏器加上1/4波片即可得到等幅椭圆偏振光; 调节起偏器的角度就可以使入射光的位相差连续可调. 仪器校准 实验操作 将1/4波片快轴转到+450位置 仔细调节检偏器A和起偏器P，使目镜内的亮点最暗，即检流计值最小。计下A、P的刻度值，测得两组消光位置数值 将1/4波片快轴转到-450位置 重复2的工作。 其中：A分别取大于900和小于900 两种情况。 * * 椭圆偏振仪 测量薄膜厚度和折射率 实验原理装置 d n1 n2 n3 s p 自准法调光路水平和共轴 利用布儒斯特角调节检偏器 利用检偏器和起偏器的关系调节起偏器 确定1/4波片 测试结果点