用透射法测量单层薄膜的折射率
光学薄膜检测技术概要
反射率测量
绝对反射率测量
V-W型
反射率测量
绝对反射率测量
V-N型
反射率测量
根据V-W和V-N测量原理设计自己的测 量附件
自己设计制作的45°绝对反射率测量附件
分光光度计中影响测量的因素
光源及单色部分
分光部分
处理系统
样 品 室
探测器部分
分光光度计中影响测量的因素
光源
影响波长的测量范围
1 R 中心波长位置的R，由 n n0 ns 得到薄膜折 1 R
射率
精确测量的方法有布儒斯特角法
改变偏振光的入射角，当膜层反射光强与基底反射光强
一致时，这时的入射角就是布儒斯特角，有 tgφ0＝n， 即得到薄膜折射率
薄膜透过率和反射率的测量
常用测量方法
分光光度计
单色部分
狭缝的大小影响波长的分辨率
探测器
影响测量精度
光学系统
形成部分偏振光以及非平行光影响测量精度 噪声
容易忽略的影响因素
探测器
探测器必须工作在其线性范围之内 探测器光敏面不同位置引起不同的接受信号 大小，从而对测量的影响
光学系统
部分偏振光 发散角
具体测量中的一些问题
倾斜入射
光学薄膜检测技术
综述
测试技术是一门学科 测试技术的重要性
只要能测的出来的特性，就一定能制备的出 来 元件制备出来了，但不知性能怎样 性能测出来了，但不知测的准不准
光学薄膜测试技术的发展
随着薄膜制备技术的发展与应用技术的发展 而发展，不断更新不断进步
光学薄膜检测技术
散射 透射 反射 光学参数 光学特性 非光学特性
入射光位置偏移带来 测量的问题 如果测自然光的倾斜 入射透过率，由于入 射光偏振态的问题带 来测量问题 突跳现象
测量玻璃折射率的方法
测量玻璃折射率的方法一、引言玻璃折射率是指光线从真空中进入玻璃后的折射程度，是材料物理学中的重要参数。
测量玻璃折射率的方法有很多种，本文将介绍两种常用的方法：菲涅尔反射法和自制单臂反射法。
二、菲涅尔反射法1. 原理菲涅尔反射法是利用光在两种介质交界面上发生反射时产生的相位差来测量折射率的方法。
当光线从真空中垂直入射到玻璃表面时，一部分光会被反射回来，另一部分光会穿过玻璃向下传播。
根据菲涅尔公式可以计算出反射光和透射光之间的相位差，从而求得玻璃的折射率。
2. 实验步骤（1）准备实验材料：平板玻璃、激光器、半透镜、平面镜、白纸等。
（2）将激光器置于离平板玻璃较远处，调整激光束使其垂直入射到玻璃表面上。
（3）在反射光线和透射光线的交界处放置一个半透镜，调整其位置使反射光和透射光的路径重合。
（4）在反射光线的路径上放置一个平面镜，将反射光线引出来，并将其投影到白纸上。
（5）测量反射角和入射角，并根据菲涅尔公式计算出折射率。
三、自制单臂反射法1. 原理自制单臂反射法是利用单臂反射仪测量玻璃折射率的方法。
该方法相对于菲涅尔反射法来说更加简便易行，同时也具有较高的精度。
单臂反射仪由一束激光器、一个准直器、一个半透镜和一个平板玻璃组成。
当激光束垂直入射到玻璃表面时，在半透镜和准直器的作用下，激光束被分成两束，并以相同的角度倾斜入射到玻璃表面上。
其中一束激光经过全内反射后返回原路，另一束激光则穿过玻璃向下传播。
通过测量反射光和透射光的角度，可以计算出玻璃的折射率。
2. 实验步骤（1）准备实验材料：平板玻璃、激光器、准直器、半透镜等。
（2）将激光器置于离平板玻璃较远处，调整激光束使其垂直入射到玻璃表面上。
（3）在反射光线和透射光线的交界处放置一个半透镜，调整其位置使反射光和透射光的路径重合。
（4）在透射光线的路径上放置一个准直器，将其调整到与反射光线平行，并且两条线之间距离相等。
（5）测量反射角和入射角，并根据单臂反射仪原理计算出折射率。
光学薄膜折射率和厚度测试技术及研究
ｅ ｌ ｌ ｉ ｐ ｓ ｏ ｍ ｅ ｔ ｒ ｙ ｉ ｓ ｕ ｓ ｅ ｄ ｔ ｏ ｓ ｅ ｔ ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｉ ｍ ａ ｒ ｙ ｓ ｔ ａ ｎ ｄ ａ ｒ ｄ ｏ ｆ ｏ ｐ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ｆ ｉ ｌ ｍ ｒ ｅ ｆ ｒ ａ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ｉ ｎ ｄ ｅ ｘ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｉ ｃ ｋ ｎ ｅ ｓ ｓ
硕｛ 一 论文
光学薄膜折射率和厚度测试技术及研究
毋响着各种新型薄膜器件和技术在新型武器装备上的应） Ｉ Ｉ ． 而在国外，美国和英国已建立了光学薄膜折射率及厚度标准装置，美国的 ． Ｊ ． Ａ ． Ｗ ｏ ｏ ｌａ ｍ公司和法国的 Ｊ Ｙ公司生产的测量薄膜折射率及厚度的椭偏仪更是处于世
各向异性材料的测量等，并对这些测试结果进行了详尽的数据分析。
１ ． ４ 技术关键
光学薄膜折射率及厚度测试的难点及技术关键有以下几点： １ ） 由于椭偏仪系统测试的直接值是甲和△， 而要获得光学薄膜折射率及厚度 值，必须先建立一个模型，由这个模型的预设值和实际测量值进行拟合， 通过计算机解超越方程从而得到折射率和厚度值。因此， 模型的建立是至
ｃ ｏ ｍ ｍ ｏ ｎ ｌ ｙ ｕ ｓ ｅ ｄ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｗ ｏ ｒ ｌ ｄ ， ａ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｗ ｈ ｉ ｃ ｈ ｄ ｅ ｒ ｉ ｖ ｅ ｄ ｆ ｒ ｏ ｍ ｖ ａ ｒ ｉ ａ ｂ ｌ ｅ ａ ｎ ｇ ｌ ｅ ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｓ ｃ ｏ ｐ ｉ ｃ
在以上参数中，薄膜的反射比、透射比标准我们已在 “ 八五”期间完成。而其他参数 目
前还没有标准， 例如折射率和厚度， 这些参数对薄膜的设计和工艺制造都是不可缺少的。 薄膜技术和器件的广泛应用， 推动着薄膜测试技术的发展， 同时面对武器装备的不 断更新和发展， 对提高薄膜的性能、评价膜系的优劣， 并对己有的测试仪器进行量值统 一提出了更高的要求。 在这方面国外研究起步较早，发展很快，加之先进的加工手段和
薄膜材料的表征方法
图3-1 椭偏法测量y和Δ的原理图
椭偏仪一般包括以下几个部分:激光光源、起偏器、样品台、检偏器和光 电倍增管接收系统。图3-1所示是反射消光椭偏仪的原理图，激光光源发 出的光, 经过仪器的起偏器变成线偏振光, 通过补偿器1/4波片形成椭圆 偏振光, 然后投射到待测光学系统薄膜上,待测光学系统具有沿正交坐标 x和y轴的正交线性偏振态, 从待测光学系统射出的光, 偏振态已经发生 了变化(椭圆的方位和形状与原入射椭偏光不同) , 通过检偏器和探测器 就可以进行检测了。
（1）椭偏仪法测量的基本原理 椭圆偏振测量, 就是利用椭圆偏振光通过薄膜时, 其反射和 透射光的偏振态发生变化来测量和研究薄膜的光学性质。 椭偏仪法利用椭圆偏振光在薄膜表面反射时会改变偏振状 态的现象，来测量薄膜厚度和光学常数，是一种经典的测 量方法。 光波（电磁波）可以分解为两个互相垂直的线性偏振的S波 和P波，如果S波和P波的位相差不等于p/2的整数倍时，合 成的光波就是椭圆偏振光。当椭圆偏振光通过薄膜时，其 反射和透射的偏振光将发生变化，基于两种介质界面四个 菲涅耳公式和折射定律，可计算出光波在空气/薄膜/衬底多 次反射和折射的反射率R 和折射率T。
膜厚d 的计算
通常,光波的偏振状态由两个参数描述:振幅和相位。为方便 起见,在椭偏仪法中,采用Ψ 和△这两个参数描述光波反射时 偏振态的变化,它们的取值范围为: 0 ≤Ψ ≤π/ 2 ,0≤△< 2π。 (Ψ , △) 和( Rp , Rs) 的关系定义为总反射系数的比值,如下 式所示 Rp/Rs＝tanyexp（iΔ） 式中, tgΨ 表示反射前后光波P、S 两分量的振幅衰减比, △=δp -δs 表示光波P、S 两分量因反射引起的相应变化之 差。 由此可见,Ψ 和△直接反映出反射前后光波偏振状态的变化。 在波长、入射角、衬底等确定的条件下,Ψ 和△是膜厚和薄 膜折射率( n) 的函数,写成一般函数式为Ψ = Ψ( d , n) , △= △( d , n) 结合公式，测量y和Δ，就可以求出薄膜折射率n和薄膜的 厚度d。
薄膜光电材料光学特性分析
薄膜光电材料光学特性分析薄膜光电材料光学特性分析薄膜光电材料是一种特殊的材料，其光学特性的分析可以分为多个步骤。
下面将逐步介绍这些步骤。
第一步，首先要对薄膜光电材料进行光学特性的表征。
这一步骤包括测量薄膜的透射光谱和反射光谱。
透射光谱可以通过将光源照射在薄膜上，然后使用光谱仪测量透过薄膜的光的强度来获取。
反射光谱则是使用同样的方法，但是测量的是从薄膜上反射回来的光的强度。
通过比较透射光谱和反射光谱，可以了解薄膜对不同波长的光的吸收、透射和反射情况。
第二步，根据透射光谱和反射光谱的测量结果，可以计算薄膜的吸收光谱。
吸收光谱是指材料对不同波长的光吸收的程度。
通过分析吸收光谱，可以了解薄膜在不同波长下的光吸收能力，从而研究其光谱特性。
第三步，进一步分析薄膜的光学特性，可以通过计算薄膜的折射率和透过率来了解。
折射率是指光从空气或其他介质射入薄膜时，光的传播速度相对于真空的比值。
透过率是指光通过薄膜后的强度与入射光强度的比值。
这些参数可以通过使用光学软件进行模拟计算或者实验测量得到。
第四步，利用薄膜的折射率和透过率，可以计算薄膜的色散特性。
色散是指材料对不同波长的光的折射率变化情况。
通过分析薄膜的色散特性，可以了解薄膜在不同波长下的光传播行为，从而在光学器件的设计中有所应用。
第五步，最后可以根据薄膜的光学特性，设计和优化光学器件。
根据薄膜的吸收光谱、折射率和透过率等特性，可以设计出适合特定应用需求的光学器件，例如太阳能电池、光学滤波器等。
通过不断优化设计，可以提高器件的效率和性能。
综上所述，薄膜光电材料的光学特性分析可以通过逐步的测量、计算和设计来完成，从而更好地了解和应用这些材料。
折射率和透过率
折射率和透过率折射率和透过率是光学中常用的两个物理量，它们分别描述了光在介质中传播时的偏离程度和通过介质的能力。
本文将分别介绍折射率和透过率的定义、计算方法以及它们在光学中的应用。
一、折射率折射率是描述光在不同介质中传播时速度变化的物理量，用符号n 表示。
当光从一种介质传播到另一种介质中时，由于介质的性质不同，光的传播速度也会发生变化，导致光线的偏折。
折射率描述了光在介质中传播时的偏离程度，是刻画介质光学性质的重要参数。
计算折射率的方法有多种，其中一种常用的方法是根据光的入射角度和折射角度之间的关系来计算。
根据斯涅尔定律，光在两种介质之间传播时，入射角i、折射角r和两种介质的折射率n₁、n₂之间满足以下关系：n₁sin(i) = n₂sin(r)其中，sin表示正弦函数。
根据这个关系式，我们可以通过测量光的入射角度和折射角度来计算出两种介质的折射率。
折射率的值与介质的性质有关，不同介质的折射率一般是不同的。
例如，空气的折射率约为1，而水的折射率约为1.33。
折射率还与光的波长有关，通常使用的折射率是对应于可见光波长的折射率。
折射率在光学中有广泛的应用，例如在透镜设计中，折射率的大小决定了透镜的成像能力。
在光纤通信中，不同折射率的光纤可以用于传输不同波长的光信号。
折射率还与材料的光学性能密切相关，对于光学材料的选择和设计具有重要的指导意义。
二、透过率透过率是指光线通过介质的能力，用符号T表示。
透过率描述了光在介质中传播时的损耗程度，是衡量介质对光线透明程度的重要指标。
透过率的取值范围在0到1之间，透过率越高，介质对光的吸收和散射越少。
透过率的计算方法根据具体情况而定。
对于均匀介质，透过率可以通过测量光的入射强度和透射强度来计算。
透过率的计算公式为：T = Iₜ / Iᵢ其中，Iₜ表示透射光的强度，Iᵢ表示入射光的强度。
透过率也可以通过测量光的反射率和折射率来计算，根据光的能量守恒定律，透过率与反射率和折射率的关系为：T = 1 - R - A其中，R表示反射率，A表示吸收率。
薄膜厚度及其折射率的测量
V-棱镜中所装为复合材料的溶液，由于其折射率nso不同
于V-棱镜的折射率np，折射光将以角度θ偏离入射光方向。θ可
由角度计测量得到，给定波长下的nso值可由Snell’s law 确定，
❖
薄膜技术是当前材料科技的研究热点，特别是纳米级
薄膜技术的迅速发展,精确测量薄膜厚度及其折射率等光学参
数受到人们的高度重视。由于薄膜和基底材料的性质和形态不
同，如何选择符合测量要求的测量方法和仪器，是一个值得认
真考虑的问题。每一种测量方法和仪器都有各自的使用要求、
测量范围、精确度、特点及局限性。在此主要介绍测量薄膜厚
薄膜厚度和折射率的。根据光干涉条纹方程，
对于不透明膜：
对于透明膜：
在(4)和(5)式中，q为条纹错位条纹数，c为条纹错位量，
e为条纹间隔。因此，若测得q，c，e就可求出薄膜厚度d 或折射
率nf。
精品课件
7
干涉法主要分双光束干涉和多光束干涉，后者又有多
光束等厚干涉和等色序干涉。双光束干涉仪主‘要由迈克尔逊
高些。
棱镜耦合法存在测量薄膜厚度的下限。测量光需在
膜层内形成两个或两个以上波导模，膜厚一般应大于300-
480nm(如硅基底)；若膜折射率已知，需形成一个波导模，
膜厚应大于100～200nm；测量范围依赖于待测薄膜和基底的
性质，与所选用的棱镜折射率有关。但测量的薄膜厚度没有
周期性，是真实厚度。膜厚测量范围在0.3～15 um，折射率
式两种结构，如图4(a)和4(b)所示。等色序干涉仪也有类似两
种结构形式。
干涉法不但可以测量透明薄膜、弱吸收薄膜和非透明
薄膜，而且适用于双折射薄膜。一般来说，不能同时确定薄膜
透明薄膜折射率的测定
透明薄膜折射率的测定
要测量透明薄膜的折射率，可以采用以下方法：
1. 构建一台自制的斯涅尔法测折射仪。
这种仪器由一个光源、一个透镜和一个测量仪器（如刻度尺或数字显示器）组成。
首先，将透明薄膜放置在透镜上，并保持透明薄膜与透镜之间无空气。
然后，通过调整透镜的位置，使透明薄膜上的反射光线与透射光线之间的角度保持一定的关系。
通过测量反射光线和透射光线的角度，可以计算出透明薄膜的折射率。
2. 使用自动折射仪。
这种仪器通过测量光线通过透明薄膜时的入射角和出射角之间的关系，可以直接计算出透明薄膜的折射率。
通常，该仪器具有高精度和自动测量功能，使得测量过程更加简单和准确。
无论使用哪种方法，测量透明薄膜的折射率时需要注意以下事项：
- 确保透明薄膜完全平整，没有气泡和杂质等干扰物。
- 确保光源的稳定性和一致性，以获得准确的测量结果。
- 测量过程中最好避免外界的光线干扰，例如尽量在暗室或遮光箱中进行测量。
- 在测量过程中，要记录下所使用的入射角和出射角的数值，以便后续计算和参考。
通过以上方法，可以测量透明薄膜的折射率，从而了解材料的光学性质以及应用的潜力。
折射率与厚度的估算方法
折射率与厚度的估算方法折射率和厚度是光学材料性质的重要参数，对于光学器件的设计和性能分析起着关键作用。
本文将介绍折射率和厚度的估算方法，包括经典方法和现代方法。
1.经典方法1.1光程差法光程差法是最常用的估算折射率的方法之一、通过测量入射光线在材料中传播的时间来确定光线速度，从而计算折射率。
该方法需要测量光线在不同厚度的样品中传播的时间，并根据光速与光程之间的关系计算折射率。
1.2单色光干涉法单色光干涉法是基于薄膜干涉现象的方法。
通过观察在不同厚度的材料上自然形成的干涉条纹，可以推导出材料的折射率。
该方法需要严格控制入射光的波长，并进行精确的干涉条纹测量。
1.3弗伦耐尔-阿贝法弗伦耐尔-阿贝法是基于折射率与光线入射角度之间的关系来估算折射率的方法。
通过测量材料在不同入射角度下的反射光线的偏振状态和强度，可以得到折射率的信息。
该方法需要用到特殊的测量装置，包括角度变化装置和偏振测量装置。
2.现代方法2.1椭偏光测量椭偏光测量是一种基于材料对偏振光的影响来估算折射率的方法。
通过测量入射光与透射光之间的偏振状态和强度差异，可以得到材料的光学常数。
这种方法不需要测量厚度，因此对厚度的估算并不依赖。
2.2激光光弹法激光光弹法是一种应用激光和光弹性理论来估算折射率和厚度的方法。
通过测量材料在激光照射下产生的光弹性效应，如光弹聚焦等，可以计算出材料的折射率和厚度。
这种方法对材料的折射率和厚度变化非常敏感。
2.3自相关法自相关法是一种基于光线在材料中多次反射和传播的干涉效应来估算折射率和厚度的方法。
通过测量材料上自然形成的干涉条纹的形状和位置，可以推导出材料的折射率和厚度。
这种方法适用于透明材料的表面和界面的厚度估算。
3.小结折射率和厚度的估算方法包括经典方法和现代方法。
其中经典方法主要包括光程差法、单色光干涉法和弗伦耐尔-阿贝法，而现代方法主要包括椭偏光测量、激光光弹法和自相关法。
不同的方法适用于不同的材料和测量条件，研究人员可以根据实际需求选择合适的方法进行折射率和厚度的估算。
用透射谱分析薄膜的折射率厚度及光学带隙_Tauc法
薄膜厚度的计算方法
利用相邻波峰或波谷处的折射率及波长，可粗略地计算 薄膜厚度。
也可以利用以上计算的薄膜厚度，再根据干涉公式
先给出干涉级数m，再重新计算薄膜厚度，这样给出的 薄膜厚度误差小于１%。
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光学带隙的计算方法（一）
利用公式给出吸收系数谱 ln(1/T)=d 其中 T：透射率 d：薄膜厚度 ：吸收系数
通过透射谱中的干涉条纹计算薄膜 折射率、厚度、光学带隙 的方法
薄膜沉积于玻璃衬底上，结构如下
符号的简单说明 d＝film thickness
n=n-ik n = complex refractive index n = refractive index k= extinction coefficient
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thank you
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在相邻峰或谷处分别在二条包络线上读取透射率的值，如图所示，相对应 的波长也需要读取，计算Fra bibliotek膜厚度时要用。
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相邻峰或谷处折射率的计算方法（二）
其中s是透明衬底的折射率，对一般用的载波片为１.５２。或者用公式计算出来
Ts透射谱中薄膜和衬底对光都无吸收时的透射率。
用以上二个公式可以计算弱吸收区和中等强度吸收区中任一波长处的折射率， Page 8 测量薄膜时只关心波峰和波谷处的值。
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典型的透射谱
条纹是干涉形成的，利用它可以计算薄膜厚度。根据透射 谱计算出吸收系数，可得到光学带隙。从透射谱的包络线 可以计算任一波长处的折射率。
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画包络线
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origin中手工画包络线的方法
从tool中打开baseline对 话框，根据需要选择 automatic中的数字，点 击Create Baseline按钮， 软件自动给出一条 baseline,如果不满意这 条线，点击Modify按钮， 可以用鼠标拖动baseline 到需要的位置。然后点 出undo Subtraction按钮。 点击包络线，从出来的 对话框中选择go to base1,形成包络线的数 据文件，将其另存为一 个新的数据表。 上下包络线需要分别做 并产生二个对应的数据 文件。
pt的折射率
pt的折射率
PT是一种透明材料，具有很高的光学折射率。
在光学和材料科学等领域有广泛的应用。
本文将从以下几个方面介绍PT的折射率。
一、折射率的定义
折射率是介质中光的传播速度与真空中光的传播速度之比。
它是
决定光线在不同介质中传播方向的关键因素。
二、PT的折射率
PT的折射率在可见光波段（400-700nm）范围内大约为1.5。
这
意味着光线在从空气或真空中进入PT时，将弯曲向法线方向，使得光
线的传播路径被折断。
三、折射率的测量方法
测量PT的折射率可以使用各种技术，例如透射法和反射法。
其
中透射法是最常用的方法之一。
它将光线从真空或空气中引导入PT中，然后测量PT内部光的传播速度和真空或空气中光的传播速度之比。
四、折射率的应用
PT的高折射率使得它在制造光学透镜、光纤和其他光学器件时具有重要的应用价值。
此外，在光学通讯、激光器和太阳能电池等领域，PT的折射率也有广泛的应用。
总之，PT作为一种重要的光学材料，其高折射率是决定其应用价值的关键因素之一。
在未来，随着技术的进步和应用领域的不断扩大，PT的折射率将继续受到科学家和工程师的关注和研究。
光学薄膜的透过率与反射率
光学薄膜的透过率与反射率光学薄膜是指在透明的基底上涂覆一层或多层薄膜材料的一种光学元件，在许多光学设备和技术中具有广泛应用，如镜片、滤光器、反射镜等。
其中，透过率和反射率是衡量光学薄膜性能的重要指标。
本文将探讨光学薄膜的透过率与反射率的影响因素和相关计算方法。
一、透过率的影响因素及计算方法透过率是指光线通过薄膜后穿过薄膜的能量与入射光能量之比，通常用百分数表示。
光学薄膜的透过率受多种因素影响，主要包括薄膜材料的透射系数、薄膜厚度和入射角度等。
1. 薄膜材料的透射系数薄膜材料的透射系数是指材料对特定波长的光线穿过薄膜的能力，决定了光线在薄膜中的损耗情况。
透射系数一般取值范围在0到1之间，透射系数越大，透过率越高。
2. 薄膜厚度薄膜厚度与透过率之间存在着一定的关系。
当薄膜厚度为四分之一波长时，透过率可达到最大值。
当薄膜厚度增加或减小时，透过率均会下降，直至为零。
因此，选择合适的薄膜厚度对于提高透过率十分重要。
3. 入射角度入射角度是指光线与法线的夹角，对于不同入射角度下的光线，透过率也会发生变化。
一般来说，入射角度越大，透过率越小。
计算光学薄膜的透过率通常需要进行复杂的数值计算，考虑到文章的篇幅和难度，这里我们不展开具体的计算方法。
二、反射率的影响因素及计算方法反射率是指光线射到薄膜表面后反射回来的能量与入射光能量之比，通常用百分数表示。
对于光学薄膜而言，反射率是其重要的性能指标之一。
1. 薄膜材料的折射率薄膜材料的折射率对反射率有直接影响。
当薄膜材料的折射率与空气或其他介质的折射率匹配时，反射率会相对较低，透过率较高。
2. 入射角度入射角度对薄膜的反射率也有影响。
当入射角度增加时，反射率会随之增加。
计算光学薄膜的反射率同样需要进行复杂的数值计算，本文不赘述。
三、光学薄膜的应用光学薄膜由于其特殊的光学性能，广泛应用于各个领域。
以下是一些常见的应用：1. 镜片光学薄膜应用于镜片上，可以增加镜片的透光性和抗反射性能，提高观察者的视觉体验。
光学薄膜透反射率的常用测量方法
空气中某些成分的吸收带影响：二氧化碳吸收，方法是样品室充氮；
.
9
偏振测量
光源
单
色
仪
偏
光
镜
样
品
台
光电探测器
• 原理
任意角入射，形成偏振光测试；
晶体偏光棱镜：产生偏振光；
偏光棱镜＋样品台=入射角可变的多角度透射与反射测试系统；
.
10
光源为部分偏振光时，薄膜偏振特性的测量
测量样品口径的影响：当样品小于光斑尺寸(1cm2)，采用光阑限制；
测试样品的厚度：对于较厚的样品在参考光路中也要放入等厚样品
测试样品楔形角影响：光束尽量准直＋实用大口径的积分球探测；
测试样品后表面：根据空白基板的双面透射率，从样品双面透射率数
值中求出前表面的透射率数值；
光线的偏振效应：样品垂直放置＋偏振测试装置；
需要2次测量，测量速度慢；
对光源的稳定性以及系统的稳定性要求极高；
.
5
双光路测试
单
色
光
样
品
池
参
比
池
探
测
器
• 参考光和主光束：分别被探测器接收；
• 透射率：两信号相除；
• 测试前要进行系统光谱校正；
.
6
.
7
干涉型光谱分析系
统
• 红外：2.5～25um；
• 应用迈克尔逊干涉仪对不同波长的光信号进行频率调制，
• 在反射率测量中，由于反射光路的变换灵敏，对有样品和
无样品时，光斑在光电探测器光敏面上的位置往往变动，
这导致误差明显增加；
• 各种薄膜器件对反射率测量的测量范围和精度多有不同的
薄膜厚度和消光系数的透射光谱测量方法
262薄膜厚度和消光系数的透射光谱测量方法项目完成单位：国家建筑材料测试中心 项目完成人：刘元新鲍亚楠 孙宏娟 王廷籍摘 要 本文提出薄膜厚度和消光系数的标准曲线测量法，论述了方法的测量原理和测量程序。
该法的膜厚的测量范围为~80nm 到2000nm ；膜厚的测量误差大约为±13nm 。
关键词 薄膜、厚度、消光自洁净玻璃的自洁净性能、低幅射玻璃的低幅射性能都与其膜层的厚度、折射率和消光系数有着密切的关系[1]。
近代微电子学装置，如成像传感器、太阳能电池、薄膜器件等都需要这些参数[2] 。
这些参数的数据是薄膜材料、薄膜器件设计的必不可少的基础性数据。
通常都是单独测量这些参数，薄膜厚度用原子力显微镜、石英震荡器、台阶仪、椭偏仪、干涉法来测量。
薄膜折射率的测量就比较麻烦，因为它是波长的函数，它可以用基于干涉、反射原理的方法测量。
从薄膜的吸收谱就可测量其消光系数。
显然，取得这些数据是很麻烦、很费时、成本也很高，特别是对于纳米级薄膜。
2000年，美国Princeton 等大学提出[2] ，从物理角度建立透射光谱模型，调整模型中的未知的参数，即薄膜厚度、折射率、消光系数，使透射光谱的理论曲线同实验曲线重合，这就同时取得薄膜的厚度、折射率、消光系数等数据。
他们用这种方法同时测量了“玻璃-薄膜” 系统的薄膜的厚度、折射率、消光系数等数据。
显然，这是取得这些数据的简便、快速、低成本的方法，是这领域的一个发展趋势。
镀膜玻璃的透射光谱既包含玻璃参数的信息，也包含薄膜参数的信息，如果能从中解析出薄膜参数的信息，也就得到了薄膜参数的测量值，这就是透过光谱法测量薄膜参数的基本思路。
本文基于这个基本思路提出测量薄膜参数的另一方法，姑且称为标准曲线法，方法的原理是基于这样的实验现象，即薄膜的吸收越强，镀膜玻璃的透过率越低；在薄膜吸收的光谱区内，薄膜越厚，镀膜玻璃的透过率也越低；这就是说，镀膜玻璃在指定波长λ处的透过率T 是薄膜厚度t 和薄膜消光系数κ的函数，),,(λκt T T =但镀膜玻璃透过率和薄膜参数有什么函数关系？这就是本文要研究的问题。
光电透射测量法
光电透射测量法简介光电透射测量法是一种利用光电效应原理来测量物质透射性质的方法。
通过测量材料对光的吸收、散射和透射等特性，可以得到材料的光学参数和相关信息。
这种测量方法在材料科学、化学、生物医学等领域具有广泛的应用。
原理光电透射测量法基于光电效应原理，即当光照射到物质上时，光子会与物质中的原子或分子相互作用，产生电子的跃迁现象。
通过测量透射过程中发生的光强变化，可以推断出材料的吸收系数、折射率等重要参数。
1. 透过率与吸收系数根据比尔-朗伯定律，介质对入射光强度的衰减与其吸收系数有关。
透过率（Transmittance）定义为出射光强度与入射光强度之比，可以表示为：T=I t I0其中T为透过率，I t为出射光强度，I0为入射光强度。
根据透过率和吸收系数（Absorption coefficient）的关系，可以得到：T=e−αd其中α为吸收系数，d为材料的厚度。
2. 折射率与透射角当光从一种介质进入另一种介质时，会发生折射现象。
折射率（Refractive index）是描述光在介质中传播速度变化的物理量。
根据斯涅尔定律，入射角和折射角之间满足：n1sin(θ1)=n2sin(θ2)其中n1,n2分别为两种介质的折射率，θ1,θ2分别为入射角和折射角。
3. 光电效应光电效应是指当光照射到金属或半导体表面时，产生电子的跃迁现象。
根据爱因斯坦方程，光电子能量与频率之间满足：E=ℎν−W其中E为光电子能量，ν为光频率，W为材料的逸出功。
实验装置光电透射测量法通常需要以下实验装置： 1. 光源：提供稳定的光源，可以是白光、单色光或激光器。
2. 样品：待测物质的样品，通常为薄膜、液体或固体。
3. 入射系统：将光引导到样品上，并控制入射角度。
4. 探测系统：测量透射过程中的光强变化，并转换为电信号输出。
实验步骤1.准备样品：将待测物质制备成合适的样品形式，如薄膜、液体溶液等。
2.调节入射系统：根据实验要求和样品特性，调节入射角度和入射光强度。
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用透射法测量单层薄膜 的折射率
蒋卫敏 潘雪丰。 陶卫 东。 ， ，
（． １宁波 大学科学技术学院 ， 江 宁波 ３ ５ １ ； 浙 １２ １ ２ 宁波大学理学院 ， ． 浙江 宁波 ３ ５ １ ） １ ２ １
摘要 ： 根据单层薄膜透射率的表达式， 出了一种 用透射法测量薄膜折射率的新方法。 提 按 照该 方法 ， 过 测 量 Ｐ光 和 Ｓ光在 相 同入射 角下 的透射 率 ， 以计 算得 到 薄膜 的折 射 率 。 通 可
ｃ ｎ ｉｅ ｅ ｏ ｓｄ ｒ ｄ．ｃ ｎ ｅ ｕ ｎ ｌ ｅ ｕ ｅ ｈ ｘ ｅ ｉ ｎ ａ ｒ ｏ ． Ｉ ｗａ ｏ ｎ ｕ ｈ ｔｔ ｅｒ ｆａ ｔ ｎ ｉｄ ｘ ｏ ｏ ｓ ｑ ｅ ｔ ｒ ｄ ｃ ｄ ｔ ｅ ｅ ｐ ｒｍｅ ｔ ｌｅ ｒ ｒ ｔ ｙ ｓｆ ｕ ｄ ｏ ｔｔ ａ ｈ ｅｒ ｃｉ ｎ ｅ ｆ ｏ Ｍ ｇ ２ｔ ｉ ｉ ｓ ．３ ０ ０ ｔｔ ｅ ｗａ ｅｅ ｇ ｈ ｏ ｎ ，ａ ｄ ｔ ｅ ｒ ｌｔｖ ｒｏ ｓ ｌｓ ｈ ｎ Ｆ ｈｎ ｆ ｍ ｗａ １ ７ ｌ ９± ．０ ５ ａ ｈ ｖ ｌｎ ｔ ｆ ５ ２ ｍ ３ ｎ ｈ ｅａ ｉｅ ｅ ｒ ｒ ｗａ ｅ ｓ０ ０ ７年 １ ２月
光
学
仪
器
Ｖｏ ． ９ Ｎｏ ６ １２ ， ． Ｄｅ ｅ ｅ ， ０ ７ ｃ ｍｂ ｒ ２ ０
ＯＰ ＣＡＬ ＮＳ ＴＩ Ｉ ＴＲＵＭ Ｅ ＮＴＳ
文章编号 ：０ ５５３ （０ ７０—０ ００ １０—６０ ２０ ） ６０ ９—５
对真空镀膜工艺和薄膜光学性能 （ 如折射率 ） 会产生很大的影响［。相关文献所提供的薄膜折射率数据 ５ ］ 都是在一定工艺条件下制备的， 而在薄膜实际制备过程中， 制备工艺、 镀膜原材料特性都和文献存在差别 ， 这些多导致实际所制薄膜的折射率偏离文献所提供的数据 。因此 ， ］ 如果用文献中所给的数据来设计薄 膜， 将会对系统的性能造成一定的影响 。
÷ 收稿 日期 ：０７ ２０ ２０— —７ ０ 基金项 目： 国家 自然科学 基金资助项 目（０００３； ６３７０）宁波大学科学 技术学 院学生科研基金资助项 目 作 者简介 ： 蒋卫敏 （９５）男， １８一， 浙江临海人 ， 本科生 ， 主要从事光学方面的研 究。
（ ．Ｃ ｌ ｇ ｆＳ ｉｎ ｅａ ｄＴｅ ｈ ｏｏ ｙ ，Ｎｉｇ ｏ Ｕｎｖ ｒ ｉ １ ｏ ｌ ｅｏ ｃｅ ｃ ｎ ｃ ｎ ｌｇ ｅ ｎ ｂ ｉｅ ｓｔ ｙ，Ｎｉｇ ｏ ３ ５ １ ，Ｃｈｎ ｎ ｂ １ ２ １ ｉａ； （ ． Ｆ ｃ ｌｙｏ ｃｅ ｃ ， ｎ ｂ ｉｅ ｓｔ ２ ａ ｕ ｔ ｆＳ ｉｎ ｅ Ｎｉｇ ｏ Ｕｎｖ ｒｉ ｙ，Ｎｉｇ ｏ ３ ５ １ ｎ ｂ １ ２ １，Ｃ ｉａ ｈｎ ）
在 测量 中考虑 了影 响测 量结 果 的 两个 方 面 ， 而减 少 了实验 误 差 。在波 长 为 ５ ２ ｍ 的激 光 从 ３ｎ
照射下 ， 用该 法测得 Ｍｇ ２ 采 Ｆ 薄膜 的折射 率 为 １ ３ ９ ． ０ ， 对误 差 小于 ０ ４／。 ． ７ ±０ ０ ５ 相 ． ６ ９
关键词 ： 单层薄膜 ； 折射率； 透射率 中图分类号 ： ４ ６ ３ ０ ３． 文献标识码 ： Ａ
０ ． ．４
Ｋｅ ｒ ｓ ｓｎ ｌ ｈｎ ｆ ｍ ；ｅｌｃｉｉｙ；ｒ ｎ ｍｉｔｎ ｅ ｙｗｏ ｄ ：ｉ ｇｅｔ ｉ ｉ ｌ ｒｆｅ ｔｖｔ ｔａ ｓ ｔａ ｃ
１ 引 言 近年来 ， 在光电子技术领域中， 光学薄膜的制备与研究已引起 了人们越来越多的关注［ 。折射率是 １ ｑ］ 薄膜的一个重要光学参数 ， 准确的表征它对集成光学器件 的设计和制造具有重要的意义［。 ４ ｊ 然而同一种材料所制备的薄膜 ， 由于其制备工艺过程不 同所造成的材料内部组织结构上的差异 ， 最终