主要的操作步骤：.
步骤1 打开高压开关。
步骤3 把SiO2样品放在测试台上，调节起偏器P 的手轮和检偏器A 的手轮，使红光点最强。
步骤4 转动检偏器A 手轮，从检偏器A 的读数目镜中观测为15O ，再转动起偏器P 手轮（0—180 O ，使红窗光点基本消失。
步骤5 把红窗的手柄向左旋转，关闭红窗，此时μA 表有指示。转动起偏器P 手轮和检偏器A 手轮，使μA 表指示趋于0，（或最小），记下检偏器读数A1（0＜A1＜90o ）和起偏器读数P1。
步骤6 转动起偏器P 手轮，使P=P1＋90O ，再转动A 手轮，使μA 表指示最小，记下检偏器读数A2（90O ＜A2＜180O ）值。
步骤7 转动检偏器A 手轮，A 为180O-A1，转动P 手轮，使μA 表最小，记下起偏器读数P2的值．
实验原理
一束单光经样片表面反射后，其光振动的振幅和位相都会发生变化，变化的程度由样片薄膜的厚度，折射率及样片衬底的折射率等决定。下面以衬底上的透明薄膜为倒，分几方面对原理加以说明。 1、边界上光的反射和折射 一单光由折射率为n l 的介质入射到边界，入射角为φ1：，其折射部分穿过边界进入折射率为n 2的介质中，折射角为φ2。光学中定义入射光、反射光、法线所构成的平面叫入射面。光振动平行入射面的光波叫p 波，垂直入射面的光波叫s 波。依次记p 波和s 波的反射系数与折射系数分别为r p ， r s ，t p ，t s ，根据电磁波的反射和折射理论各系数可表示如下： （1）
式中E 表示光振动的电矢量，下标I ，refr 分别表示入射、反射和折射，方程（1）称为Fresnel 公式。
光在介质中的传播服从光的可逆性原理，即光由介质n 2以p 2角人射到边界，穿过边界进入n 1介质，其折射角
为φ1，此时p 波和s 波的反射系数和折射系数依次记为r p *，r ps *，，t p * ，t s *
，则根据可逆性原理，参照(1)式得
（2）
由式（1）、（2）可得
⎪⎩⎪⎨⎧-=-=⎪⎩⎪⎨⎧-=-=2
s s *
s 2p p *p s
*s p *
p r 1t t r 1t t r r r r （3）
2、薄膜系统的反射率-椭偏法基本公式
衬底表面覆有均匀的各向同性薄膜，φ0表示单光的入射角，φ1表示薄膜内的折射角，φ2表示衬底内的“折射角”， I 表示空气与藩膜的分界面， Ⅱ表示薄胳与衬底的分界面， n o 为空气折射率，n 1为透明薄膜折射率， n 2为衬底的复数折射率，因为通常的衬底是吸边介质(例如硅，砷化镓等)，故有
iK n n 2-=∧
K 为消光系数， n 2上标“^”表示该量是复数。依次记边界 I 与边界Ⅱ的p 波与s 波的反射系数为r 1p ，r 1s ，
∧
p
2r ，
∧
s 2r ，根据电磁波的反射和折射理论可得另一表示式如下：
（5）
isight方程（5）也称为Fresnel 公式，式中φ0，φ1，∧
ϕs 满足Snell 定律
∧
∧ϕ=ϕ=ϕ221100sin n sin n sin n
设—入射光，以p 波为例，(s 波同理)，其入射光电矢分量为E pi 。反射光是0，1，2，3，……各级反射光之和，设为E pr （下标r ，r ，分别表示人射和反射）。由图2可知零级反射（E p ）0为
第n 级反射（E p ）n 为
因而总反射E pr 为
（6）
式中2δ为相邻二级反射光之间因光程差所引起的位相差，其值为
谭功炎（7）
式中λ为单光波长，d 为薄膜厚度。将式（3）代入（6）消去t 1p *及r 1p *
得
（8）
考虑到|x|<1时 成立，求式(8)中级数和，并定义薄膜系统反射率
(9)
可得
华夏智能气功
(10)
式(10)中R p ,R s 通常是复数，定义它们的比值
(11)
其中tg ψ相当于复数的模,Δ相当于幅角.合并式(10),(11)得到椭偏法的基本公式
(12)
公式(12)表示了薄膜厚度 d(包含在δ中)与ψ，Δ的关系，式中 r 1p ，
∧
p
2r ，r 1s ，∧
s 2r 由式(5)决定。
传统的椭偏仪直接测量的是ψ与Δ的关系，然后用计算机联立计算式(5)，(7)，(12) 等方程而获得d 。目前市售椭偏仪都附有硅样片上各不同n 1值的ψ,Δ,d 表格和曲线可供查阅。 二、Δ与 d 的测量计算 1、ψ与Δ的物理意义
为简单计以简谐波为例叙述如下：
入射光的p 多s 波与反射光的p 波s 波的振动方程用复数指数式分别表示为：
(13)
代入式(9),(11)得复数指数式
嘉善团
(14)
蚜虫的资料式中βr=θpr-θsr,βi=θpi-θsi分别是反射光中p波s波的位相差和入射光中p波s波的位相差.式(14)虚实分开，则得到
(15)
由此可见Δ的物理意义是p波与s波的位相差在反射前后的变化，叫椭偏法的位相参量.tgψ物理意义是p波与s 波的振幅比在反射前后之比，叫椭偏法的振幅参量。
2、ψ与Δ的的测量与计算
定义在入射面内与光线相垂直的轴为p轴，垂直于入射面并与p轴垂直相交的轴为s轴，其指向规定为以眼睛对着射来的光线看着射来的光线看p-s平面时，从p轴正向，逆时针转90o定为s轴的正向(见图3).在p-s平面内通常以正s轴定为0O，正p轴定为十90O。由氦氖激光光源发出的单光是自然光，经过起偏器后变为线偏振，再经过λ/4波片后，一般变为椭圆偏振光，入射到硅片表面。入射椭圆偏振光，其E矢量在p轴s轴上的投影为p 波与s波，振幅分别为A pi,A si，振幅比为(A p/A s)；，位相差为βi。此椭园偏振光经硅片反射后，随硅片薄膜厚度d 和折射率n1等的不同，一般是变为另一种不同状态的椭圆偏振光，但通过旋转起偏器以调节线偏振光振动面方位角p a(从而改变入射椭圆的位相差βi)
也可使反射光成为直线偏振光，其振幅比是(A p/A s)r，其位相差由振动学知，当直线振动面在 l，3象限时βr=0(例如图3)，在2，4象限时βr＝π。
( l) ψ的检测
从式(15)可以看出，如果实验中使入射椭圆偏振光的(A p/A s)i =l，反射为线偏振光后，(A p/A s)r =tgψr，这样就可使计算简化。使(A p/A s)i =1的方法，可先用快轴f倾斜45o的λ／4波片，使入射的线偏振光变为主轴倾斜45o的椭圆偏振光，因而在p轴和s轴上得到相等大小的投影，即(A p/A s)i =l。其次，经薄膜反射后要成为线偏振光(已如上述可通过旋转起偏器实现此点)。故得
(16)
故ψ可在检偏器上直接检测获得.
(2)βr与βi的检测——Δ的获得
从式(15)知Δ=βr-βi，所以，要获得Δ必须知道βr与βi.βr通常可由检偏器直接检查获得，为0或π已如前述，但βi尚需经过一定的计算才能得出.由于入射椭圆偏振光是由起偏器出来的线偏振光经过快轴f倾斜45o 的λ／4波片后演变而成。因此，此椭圆在p轴s轴的二分量波，其位相差βi =θpi-θsi与原线偏振光的方位角p a(以正s轴为0o)有关，也与λ／4波片快轴f是倾斜+45o还是-45o(也以正s轴为0o)有关.具体关系式计算如下: 当f轴在+45o时,(如图4a)f表示λ／4波片的快轴，位于+45o处,(慢轴sl应在-45o处).设起偏器出来的线偏振光进入λ／4波片前，在p-s平面内其振动方程为
振动面方位角为p a(0<p a<180o).故在快轴f与慢轴sl上的分量分别为
即
a、光进入λ／4波片前
b、光进入λ／4波片后
图4、光进入λ／4波片前后的振动状态
经λ／4波片出来后，在f轴上的分量，位相超前π/2.故f,sl上分波的合振动变为长轴(或短轴)倾斜45o的椭圆(图4b)，在f与sl上的分量分别为
此入射椭圆在p轴s轴的分量分别为
即
式中
即
式中
从而，在f轴是45o时可得
(17)
一样的计算，当f轴是-45o时可得
综上所述，对同一样片的同一点上可有四组数据获得Δ与ψ值(如表1)。实验者可根据各自仪器的精密程度与时间限度，任测二组或四组全测，以求Δ与ψ的平均值。肖斯塔科维奇第五交响曲
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