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椭偏仪测量薄膜厚度和折射率实验报告
组别：69组 院系：0611 姓名：林盛 学号：PE06210445
实验题目:椭偏仪测量薄膜厚度和折射率
实验目的：了解椭偏仪测量薄膜参数的原理，初步掌握反射型椭偏仪的使用［ 方法。
实验原理： I I
椭圆偏振光经薄膜系统反射后，偏振状态的变化量与薄膜的厚度和折射 率有关，因此只要测量出偏振状态的变化量，就能利用计算机程序多次逼近 定出膜厚和折射率。参数描述椭圆偏振光的P波和S波间的相位差 经薄膜系统关系后发生的变化，描述椭圆偏振光相对振幅的衰减。有超越 方程：
E
pi
E si
E
pr
tan
E sr
pr
sr
pisi
45
为简化方程，将线偏光通过方位角
E
偏振光出射，
的4波片后，就以等幅椭圆
1 E〃；改变起偏器方位角 就能使反射光以线偏振光出
Pi
射,
。或,公式化简为:
/E
tan pr sr pisi
这时需测四个量，即分别测入射光中的两分量振幅比和相位差及
反射光中的两分量振幅比和相位差，如设法使入射光为等幅椭偏光,
E
R /Eb
rp
】，则砲
)(
IS
E
8 /Exs
;对于相位角，有:
)
ip IS
因为入射光
五连续可调，调整仪器，使反射光成为线偏光，即
'可见只与
反射光的P波和S波的相位差有关，可从起偏器的方位角算出 •对于特定
的膜， 是定值，只要改变入射光两分量的相位差 I 肯定会找到 特定值使反射光成线偏光， g 13二0或（）。
检偏器、
实验仪器：椭偏仪平台及配件、He讯e激光器及电源、起偏器 四分之一波片、待测样品、黑色反光镜等。
实验内容：
1.
按调分光计的方法调整好主机。
2. 水平度盘的调整。
3 •光路调整。
4. 检偏器读数头位置的调整和固定。
5. 起偏器读数头位置的调整与固定。
6. 1"波片零位的调整。 I
7. 将样品放在载物台中央，旋转载物台使达到预定的入射角70。即望远镜转过40 o,并使反射光在白屏上形成一亮点。
8. 为了尽量减小系统误差，采用四点测量。
9. 将相关数据输入“椭偏仪数据处理程序”，经过范围确定后，可以利用逐次 逼近法，求出与之对应的d和n ;由于仪器本身的精度的限制，可将 d的误 差控制在1埃左右，n的误差控制在左右。
实验数据：
n
d=564nm
实验测得数据如下:
1
_波片放置角度
4
45
-45
n
1
2
3
4
A (
)
| P(
)
（注：试验中，对于角度大于 180度，计算时减去180度。）
将表格中数据输入“椭偏仪数据处理程序”，利用逐次逼近法，求出与之 对应的厚度d和折射率n分别为：
误差分析:
4.
为了使实验更加便于操作及测量的准确性,
你认为该实验中哪些地方
实验测得的折射率比理论值偏大，厚度比理论值偏