文档介绍：椭偏法测薄厚度和折射率
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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。
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椭偏法测薄厚度和折射率
1
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。
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原理
n1
n2
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
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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）
4
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）
5
（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
6
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
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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：
……=
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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
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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）
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（7）
（8）
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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
12
90
70
50
30
10
0
40
120
200
280
360

关系曲线
-
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通过实验测出和之后，利用上图便可查出n2，再由测出的在—曲线上查出的值，便可求出薄膜的厚度。
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