文档介绍：椭偏仪丈量薄膜厚度和折射率实验陈述之欧侯瑞魂创
作
仓I」作时间:贰零贰壹年柒月贰叁拾日
组别:69组院系:0611姓名:林盛学号:PB06210445实验题目:椭偏仪丈量薄膜厚度和折射率
实验目的:了解椭偏仪丈量薄膜参数的原理,初椭偏仪丈量薄膜厚度和折射率实验陈述之欧侯瑞魂创
作
仓I」作时间:贰零贰壹年柒月贰叁拾日
组别:69组院系:0611姓名:林盛学号:PB06210445实验题目:椭偏仪丈量薄膜厚度和折射率
实验目的:了解椭偏仪丈量薄膜参数的原理,初步掌握反射型椭偏仪的使用方法。
实验原理:
椭圆偏振光经薄膜系统反射后,偏振状态的变更量与薄膜的厚度和折射率有关,因此只要丈量出偏振状态的变更量,就能利用计算机程序多次迫近定出膜厚和折射率。参数A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更,屮描述椭圆偏振光相对振幅的衰减。有超出方程:
1
为简化方程,将线偏光通过方位角土45。的4波片后,就以等幅椭圆偏振光出射,Epi-Esi;改变起偏器方位角申就能使反射光以线偏振光出射,"(卩刃一卩丿二°°或冗,公式化简为:
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,气/气二1,则tg屮二EJErs;对于相位角,有:人=(卩-卩)-(卩.-卩.)=人+卩.-
rprs ipis ipisrprs
因为入射光Bip-Bis连续可调,调整仪器,使反射光成为线偏光,即Brp-Prs=0或(兀),则A=卩ip-Bis)或AE—(卩ip),可见人只与反射光的p波和s波的相位差有关,,A是定值,只要改变入射光两分量的相位差(Bip-Bs),肯定会找到特定值使反射光成线偏光,Brp-Brs=0或(兀)。
实验仪器:椭偏仪平台及配件、He-Ne激光器及电源、起偏器、检偏器、四分之一波片、待测样品、黑色反光镜等。
实验内容:
按调分光计的方法调整好主机。
水平度盘的调整。
光路调整。
检偏器读数头位置的调整和固定。
起偏器读数头位置的调整与固定。
1/4波片零位的调整。
将样品放在载物台中央,旋转载物台使达到预定的入射角700即望远镜转过400,并使反射光在白屏上形成一亮点。
为了尽量减小系统误差,采取四点丈量。
将相关数据输入“椭偏仪数据处理程序”,经过范围确定后,可以利用逐次迫近法,求出与之对应的d和n;由于仪器自己的精度的限制,可将d的误差控制在1埃左右,。
实验数据:
实验测得数据如下:
1
丁波片放置角度
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”,利用逐次迫
近法,求出与之对应的厚度d和折射率n分别为:
误差分析:实验测得的折射率比理论值偏大,厚度比理论值偏小,其可能原因有:
待测介质薄膜概况有手印等杂质,影响了其折射率。
在开始的光路调整时,没有使二者严格共轴,造成激光与偏振片、1/4波片之间不是严格的正入射,导致丈量的折射率与理论值存在偏差。
消光点并不是完全消光,所以消光位置只能由人眼估