04级11系 姓名：徐文松 学号：PB04210414 日期：2006.05.19
CONTENTS OF THIS REPORT
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实验名称
实验目的
实验原理
实验步骤
实验数据
实验讨论
思考题
实验名称 return
实验目的 return
1． 了解椭偏仪测量薄膜参数的原理；
2． 初步掌握反射型椭偏仪的使用方法。
实验原理 return
多光束干涉的复振幅为
反射系数比
=·
G是变量n1、n2、n3、d、、崩解剂的函数( 、可用表示 ) ,即, , 称和为椭偏参数,上述复数方程表示两个等式方程:
[]的实数部分=[]的实数部分
[]的虚数部分=[]的虚数部分
若能从实验测出和的话,原则上可以解出n2和d (n1、人民的期盼n3、、已知),根据公式(4)~(9),推导出和与r1p、r1s、r2p、r2s、和δ的关系:
]1/2 …(10)
…官场礼仪(11)
由上式经计算机运算即可求得d,n.sy-118 这就是椭偏仪测量薄膜的基本原理。
实际检测方法：
a.平面偏振光通过四分之一波片,使得具有±π/4相位差.
b.使入射光的振动平面和四分之一波片的主截面成450.
②.反射光的检测
图1
将四分之一波片置于其快轴方向f与x方向的夹角α为的方位,E0为通过起偏器后的电矢量,P为E0与x方向间的夹角.,通过四分之一波片后, E0沿快轴的分量与沿慢轴的分量比较,相位上超前.
在xip3轴、y轴上的分量为:
盘形弹簧
由于x轴在入射面内,而y轴与入射面垂直,故Ex就是Eip,Ey就是Eis.
由此可见,当时,入射光的两分量的振幅均为,它们之间的相位差为 ,改变P的数值可得到相位差连续可变的等幅椭圆偏振光.这一结果写成:
,
同理, 当时,入射光的两分量的振幅也为,相位差为.
这样一来就可以通过测定起偏器的角度来确定，而只与反射线偏振光的电矢量振动方向有关，可通过检偏器的方位角来测定。
再通过计算机计算即可求出薄膜厚度d和折射率n。
实验步骤 return
根据老师所讲整理：
2. 放上反光镜，转动画66度后调整检偏器使消光；
3. 转回水平方向，调整起偏器使消光；
4. 装上波片，调整波片角度使仍然消光；
5. 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度，即望远镜转过40度，通过目镜观察样品反射光；
6. 转动波片45度同时调整检偏器和起偏器角度使消光，记录两组数据(一组同时<90度，一组同时>90度)；
7. 转动波片-45度再次同时调整检偏器和起偏器角度使消光，再次记录两组数据(一组同时<90度，一组同时>90度)；
8．将记录数据输入计算机处理得到薄膜厚度d和折射率n。
实验数据 return
检偏器角度和起偏器角度数据 |
A1： | 95.9 o | P1： | 101.4 o |
A2： | 83.2 o | P2： | 10.7 o |
A3： | 94.8 o | P3： | 171.4 o |
A4： | 80.8 o | P4： | 81.0 o |
| | | |
经计算机计算得
薄膜厚度d=106.52nm
折射率n=2.1379
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0.01左右。
因此实验最终结果为：
d=106.5nm
n=2.14
实验讨论 return
本次实验中，消光调整得比较好，各消光点都几乎完全消光，仅有很微弱暗光点，因此实验误差比较小。实验中第一个消光点到得比较顺利，而后按照公式
计算出另外三组数据的理论值，在到理论值附近进行微调整使其消光，很容易就得到了另外三组值。
总体来说本次实验还是比较成功的。
思考题 return
1．波片的作用是什么？
答：波片使得入射的线偏振光出射后为等幅的椭圆偏振光，即圆偏振光。
2．椭偏光法测量薄膜厚度的基本原理是什么？
答：椭偏光法测量薄膜厚度的基本原理是：让一束圆偏振光以一定的入射角射到薄膜系统的表面，使反射光成为线偏振光，此时就可以通过测定起偏器的角度来确定，而只与反射线偏振光的电矢量振动方向有关，可通过检偏器的方位角来测定。再通过计算机计算即可求出薄膜厚度d和折射率n。
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