实验十一椭偏法测薄膜厚度和折射率.docx

文档介绍：.
云南大学物理实验教学中心
实验报告课程名称:
普通物理实验
实验项目:
实验^一椭偏法测薄膜厚度和折射率
学生姓名:
马晓娇
学号：20131050137
物理科学技术学院
物理系2—级天文菁英班专业
测量硅（Si）衬底表面的SiO2薄膜厚度和折射率n2.
3、测量出和后用计算机求出结果。
六、思考题1、厚度和折射率的测量原理
如图（），通常，上部是折射率为n1的空气（或真空）.中间是一层厚度为d折射率为山的介质薄膜，下层是折射率为山的衬底，介质薄膜均匀地附在衬底上，当一束光射到膜面上时，在界面1和界面2上形成多次反射和折射，•设1表示光的入射角，（）
，用Erp及Ers分别代表各束反射光K0,K1,K2,…中电欠量的P分量之和及S分量之和，则膜对两个分量的总反射系数Rp和Rs定义为()


RpErp/Eip,RsErS/Eis上一次反射的反射系数.
经计算可得式中，r^p或ris和&，可以证明riptan(i2)/tan(i2),原sin(i2)/sin(i2)()Rptan(23)/tan(23),^sin(23)/sin(23)式（）即著名的菲涅尔（Fresnel），不难算出c4d4d—―2n2cos2寸n2nisini（）
（）式中，为真空中的波长，d和n2为介质膜的厚度和折射率.
i2i2、
taneRP/尺
(rip「2pe)(iris&se)i2i2
(i「ip&pe)(ris「2se)
在椭圆偏振法测量中，为了简便，通常引入另外两个物理量和△，其中的和△称为椭偏参数（由丁具有角度量纲也称椭偏角）。
由式（）,式（），式（）和上式可以看出，参数和△是ni,n2,g,,n2,和i可以是已知量，如果能从实验中测出和△的值，原则上就可以算出薄膜的折射率山和厚度d.
用复数形式表示入射光和反射光的P和S分量
EipEipexp（iip）,EisIEisexp（iis）;
Erp
Erpexp(irp),Ers
Ersexp(irs)-
()
式中各绝对值为相应电欠量的振幅，（），式（）和式（）式可以得到tan
Erp
Eis
Ers
Eip
ei
exp
i(rp
rs)(ip
is)
()
()
(rp
rs)
(ip
is)
()
比较等式两端即可得t