椭偏仪
椭偏仪操作规程范文
椭偏仪操作规程范文椭偏仪是一种用于测量介质的光学性质的仪器，主要用于测量介质的双折射、石英厚度和光学旋光等参数。
以下是椭偏仪的操作规程，供参考：一、安全操作规范1.椭偏仪操作人员必须维护正常的工作环境，保持仪器周围干燥、清洁，并避免灰尘和其他杂质进入仪器。
2.在操作前，必须检查仪器是否有损坏或松动的部件，及时报修或更换。
3.在使用椭偏仪时，必须戴上防护眼镜，避免强光直接入眼，以减少潜在的伤害。
4.椭偏仪的电源必须接地，电源插头必须可靠固定。
二、仪器准备1.将椭偏仪放置在平稳的台面上，并将电源插头插入电源插座。
2.打开仪器前，先查看相关的仪器操作手册，了解仪器的基本原理和操作步骤。
3.检查椭偏仪的光路是否正常，是否需要调整或清洁。
三、样品准备1.样品必须干燥、洁净，避免有液体残留或灰尘等杂质。
2.样品的厚度和形状需要符合椭偏仪测试的要求。
3.样品放置在样品台上时，要使其平整，避免有空隙或倾斜。
四、仪器操作步骤1.打开椭偏仪电源，仔细检查仪器的显示界面，确保仪器正常启动。
2.调节仪器的照明光源，使其均匀、稳定。
3.进行背景测量：将样品台上放置纯净的玻璃片，调节椭偏仪使得光对样品台背景的偏振角度为45度，进行背景测量并记录相关数据。
4.将待测试样品放到样品台上，调节仪器使得光对样品的偏振角度为45度，进行测量并记录相关数据。
5.根据需要进行多次测量，取平均值作为最终的测量结果。
6.测量完成后，关闭仪器电源，清理仪器和工作区域，确保仪器和工作区域整洁。
五、数据处理和结果分析1.将测量得到的数据输入计算机，使用相关软件进行数据处理和分析。
2.根据测量结果，计算介质的双折射、石英厚度和光学旋光等参数。
六、常见故障排除方法1.仪器显示异常：检查电源是否稳定，重新启动仪器。
2.光路不正常：检查光源和检测器的连接是否正确，调整光路。
3.无法获取数据：检查是否连接了正确的接口，检查样品是否正常放置，重新进行测量。
以上为椭偏仪的操作规程，按照这些规范和步骤操作，能够确保测量结果的准确性和可靠性，同时保证操作人员的安全。
椭偏仪工作原理
椭偏仪工作原理
椭偏仪（ellipsometer）是一种测量材料薄膜厚度、折射率等光学参数的仪器。
其工作原理基于材料对偏振光的改变，通过测量光的偏振状态的变化来获得需要的信息。
椭偏仪的工作原理可以分为两个主要部分：入射光的偏振旋转和检测光的分析。
在入射光的偏振旋转部分，一束线偏振光由光源发出，并通过一个偏振片进行偏振。
然后，这束偏振光射入样品表面。
当光通过样品时，材料结构会改变光的振动方向和相对强度。
通过调节偏振片的角度，可以选择不同角度的偏振光入射到样品表面，使得光在样品上产生不同的相对强度和振动方向的变化。
这些入射光经过样品后会接收到被样品反射或透射的光，并进入椭偏仪中的检测部分。
在检测部分，输入的透射或反射光经过特殊的光学元件，如四象限检测器，以测量光的相对强度和振动方向的变化。
这些测量结果通过与理论模型进行比较和分析，可以确定样品的光学参数，如薄膜的厚度和折射率。
通过反复改变入射光的偏振方向，并测量检测光的振动状态和相对强度，可以构建出一个椭圆，称为椭圆参数。
从椭圆参数中可以提取出样品的光学性质，并得到所需的信息。
总的来说，椭偏仪的工作原理基于材料对偏振光的改变，通过测量入射光的偏振旋转和检测光的分析来获取样品的光学参数。
椭偏仪测折射率原理
椭偏仪测折射率原理引言：椭偏仪是一种常用的光学仪器，用于测量物质的折射率。
它基于椭圆偏振光在不同介质中传播时发生的相位差，通过测量相位差的变化来计算折射率。
本文将详细介绍椭偏仪的工作原理和测量方法。
一、椭偏仪的工作原理椭偏仪的工作原理基于椭圆偏振光在介质中的传播特性。
当线偏振光通过某种介质时，其电场矢量在垂直于传播方向的平面上会发生旋转，形成椭圆偏振光。
这个旋转角度与介质的折射率有关，因此可以通过测量旋转角度来计算折射率。
二、椭偏仪的测量方法1. 校准椭偏仪在进行测量之前，需要先校准椭偏仪。
校准的目的是使椭偏仪能够正确地测量样品的折射率。
校准方法一般包括两个步骤：零偏调整和比例调整。
2. 测量样品的折射率将待测样品放置在椭偏仪的样品台上，通过调整仪器上的参数，使椭偏仪输出最小信号。
这时，椭偏仪会测得样品的相位差。
根据椭偏仪的工作原理，相位差与样品的折射率成正比，因此可以通过相位差的测量值计算样品的折射率。
3. 多次测量的重复性为了提高测量结果的准确性，一般需要进行多次测量并取平均值。
在进行多次测量时，需要注意保持样品的稳定性，避免外界因素的干扰。
4. 温度和湿度的影响温度和湿度对样品的折射率有一定影响。
因此，在进行测量时需要注意控制好环境条件，使其保持稳定。
三、应用领域椭偏仪广泛应用于材料科学、化学、生物学等领域。
例如，在材料科学中，椭偏仪可以用来研究材料的光学性质，如透明度、吸收系数等。
在化学中，椭偏仪可以用来测量溶液中的溶质浓度。
在生物学中，椭偏仪可以用来研究生物分子的结构和功能。
结论：椭偏仪是一种有效的测量折射率的光学仪器。
它基于椭圆偏振光在介质中的传播特性，通过测量相位差来计算折射率。
椭偏仪在材料科学、化学、生物学等领域有广泛的应用，对于研究物质的光学性质和溶液中的溶质浓度具有重要意义。
在实际应用中，需要注意校准仪器、多次测量取平均值，并控制好温度和湿度等因素，以获得准确可靠的测量结果。
椭偏仪
椭偏仪早期的研究主要集中于偏振光及偏振光与材料相互作用的物理学研究以及仪器的光学研究。
计算机的发展使椭偏仪在更多的领域得到应用。
硬件的自动化和软件的成熟大大提高了运算的速度，成熟的软件提供了解决问题的新方法，因此，椭偏仪现在已被广泛应用于研究、开发和制造过程中。
应用光谱型椭偏仪是一种用于探测薄膜厚度、光学常数以及材料微结构的光学测量设备。
由于与样品非接触，对样品没有破坏且不需要真空，使得椭偏仪成为一种极具吸引力的测量设备。
椭偏仪可测的材料包括半导体、电介质、聚合物、有机物、金属、多层膜物质…涉及领域有半导体、通讯、数据存储、光学镀膜、平板显示器、科研、生物、医药…光谱范围早些年，椭偏仪的工作波长为单波长或少数独立的波长，最典型的是采用激光或对电弧等强光谱光进行滤光产生的单色光源。
现在大多数的椭偏仪在很宽的波长范围内以多波长工作（通常有几百个波长，接近连续）。
和单波长的椭偏仪相比，多波长光谱椭偏仪有下面的优点：可以提升多层探测能力，可以测试物质对不同波长光波的折射率等。
椭偏仪的光谱范围在深紫外的142nm到红外33µm可选。
光谱范围的选择取决于被测材料的属性、薄膜厚度及关心的光谱段等因素。
例如，掺杂浓度对材料红外光学属性有很大的影响，因此需要能测量红外波段的椭偏仪；薄膜的厚度测量需要光能穿透这薄膜，到达基底，然后并被探测器检测到，因此需要选用该待测材料透明或部分透明的光谱段；对于厚的薄膜选取长波长更有利于测量。
椭偏仪如何工作下图给出了椭偏仪的基本光学物理结构。
已知入射光的偏振态，偏振光在样品表面被反射，测量得到反射光偏振态（幅度和相位），计算或拟合出材料的属性。
入射光束（线偏振光）的电场可以在两个垂直平面上分解为矢量元。
P平面包含入射光和出射光，s平面则是与这个平面垂直。
类似的，反射光或透射光是典型的椭圆偏振光，因此仪器被称为椭偏仪。
关于偏振光的详细描述可以参考其他文献。
在物理学上，偏振态的变化可以用复数ρ来表示：其中，ψ和∆分别描述振幅和相位。
椭偏仪测量薄膜厚度和折射率实验报告
椭偏仪测量薄膜厚度和折射率实验报告实验目的：1.学习使用椭偏仪测量薄膜的厚度和折射率。
2.了解光线在薄膜中的传播和干涉现象。
实验仪器和材料：1.椭偏仪2.微米螺旋3.干净的玻璃片4.一块薄膜样品5.直尺6.实验台7.光源实验原理：椭偏仪是一种用于测量透明物体表面薄膜的厚度和折射率的仪器。
当光线从真空进入具有一定折射率的介质中时，会发生折射和反射。
当光线垂直入射到薄膜表面时，经过多次反射和折射后会形成干涉现象。
通过观察测量光的振幅和相位差的变化，可以推导出薄膜的厚度和折射率。
实验步骤：1.将实验台安装好，并确保椭偏仪的光源正常工作。
2.用直尺测量玻璃片和薄膜样品的尺寸，并记录下来。
3.将玻璃片放在实验台上，并将椭偏仪对准玻璃片。
4.调节椭偏仪的干涉仪臂使得产生清晰的干涉条纹。
5.使用微米螺旋逐渐调整反射镜的角度，直到条纹的清晰度达到最佳状态。
6.记录下此时的微米螺旋读数，并用直尺测量薄膜样品的厚度，得到薄膜的实际厚度。
7.调节椭偏仪的角度，使得干涉条纹平行于椭偏仪的刻度线。
8.记录下此时的椭偏仪读数，并计算出薄膜的厚度。
9.重复以上步骤2-8三次，并求取平均值。
10.使用已知的材料的折射率标定椭偏仪，并根据标定值计算出薄膜样品的折射率。
实验结果：根据实验步骤中记录的数据，计算出薄膜样品的平均厚度和折射率。
实验讨论：2.在实验中，可以尝试调节椭偏仪的角度和干涉条纹的清晰度，以获得更准确的测量结果。
3.实验中使用的薄膜样品的厚度和折射率可以进一步研究其与其他因素的关系，如温度、湿度等。
实验结论：通过使用椭偏仪测量薄膜的厚度和折射率，可以得到薄膜样品的相关参数。
实验结果表明，椭偏仪是一种能够精确测量薄膜和折射率的有效工具。
通过该实验，我们可以深入理解光的干涉现象和薄膜的光学性质。
椭偏仪的原理和应用
椭偏仪的原理和应用一、椭偏仪的原理•椭偏仪，又称为椭圆偏光仪或椭偏仪器，是一种用于测量光的偏振状态的仪器。
•椭偏仪基于光的偏振现象，利用偏振光经过样品后改变了偏振的状态，以及这种改变与样品的性质之间的关系。
•椭偏仪通过测量光波的振幅，相位和偏振状态的变化，可以获得有关样品的物理和化学特性的信息。
1. 偏振光简介•光是一种电磁波，其电场振动方向与传播方向的关系被称为光的偏振状态。
•偏振光是指在一定条件下，光波的电场振动方向具有明显的偏好性，而不是在所有方向上均匀分布。
2. 椭偏仪的基本组成•光源：通常使用激光光源或者白光源。
•偏振元件：包括偏光片，波片等，用于生成不同偏振状态的光。
•样品室：用于放置待测样品的空间，通常具有可调节厚度和温度的功能。
•探测器：用于检测经过样品后的光的偏振状态。
3. 椭偏仪的工作原理椭偏仪的工作原理基于以下几个关键步骤： 1. 光源产生的偏振光经过偏振元件产生特定的偏振状态。
2. 经过样品后的光在偏振状态上发生变化。
3. 探测器测量样品后的光的偏振状态变化。
4. 根据测量结果，分析样品的物理和化学特性。
二、椭偏仪的应用椭偏仪在多个领域有着广泛的应用，以下列举了一些常见的应用场景：1. 生物医学研究•椭偏仪可用于生物组织和细胞的光学特性研究，例如研究细胞的偏振散射特性和蛋白质结构的变化。
•在药物研发中，椭偏仪可以用来研究药物在不同环境下的光学性质，为药物设计提供参考依据。
2. 材料科学•椭偏仪可以用来研究材料的光学特性，例如研究材料的折射率、透明度、光学吸收和散射等性质。
•在光电子学领域，椭偏仪可以用来研究材料的电子结构，包括禁带宽度、能带结构和载流子的光学特性。
3. 光学器件设计•椭偏仪可以用来研究光学器件的偏振特性，为光学器件的设计和优化提供参考依据。
•对于偏振光学器件的研究和开发，椭偏仪可以快速测量偏振度、相位差和椭圆度等参数。
4. 环境监测•椭偏仪可以用于环境监测，例如测量大气污染中颗粒物的偏振散射特性，提供空气质量监测和粒子分析的数据支持。
椭偏仪优化校准方法
椭偏仪优化校准方法椭偏仪（ellipsometer）是一种用于测量材料薄膜性质的精密仪器。
它通过测量光的振幅和相位变化来确定薄膜的光学特性，如折射率、厚度和吸收率等。
然而，由于光学测量的复杂性及实验环境的影响，椭偏仪在使用过程中可能存在一定的误差。
因此，优化椭偏仪的校准方法非常重要，能够提高测量精度并减少系统误差。
一、校准步骤1.样品选择：选择具有已知光学特性的标准样品作为参考，如二氧化硅（SiO2）薄膜。
标准样品应具有均匀的薄膜厚度和一致的光学性质。
2.仪器设置：首先确保椭偏仪处于正常工作状态，并按照仪器说明书设置好测量参数，如光源强度、入射角度和波长范围等。
同时，确保系统运行稳定，并保持恒定的环境温度和湿度。
3.初始校准：在校准前进行初始校准，确保仪器读数的准确性。
使用标准样品进行测量，并记录下初始读数。
如果读数与标准值相符，则可继续下一步。
如果读数存在误差，需要调整仪器设置或检查系统故障。
4.零位校准：将椭偏仪调零至初始零位。
通常情况下，椭偏仪在未放置样品时应处于零位位置。
通过调整光源强度或偏振器位置等参数，确保仪器读数为零。
5.参考样品校准：使用标准样品进行校准，以修正椭偏仪的读数差异。
根据标准样品的光学特性，使用仪器软件或调整仪器参数，将标准样品的测量结果与已知值匹配。
通过校准曲线、系数或矩阵等方法，对椭偏仪的读数进行修正。
6.测试样品测量：在完成校准后，使用标准样品进行验证测量，以评估校准结果的准确性。
如果测试结果与标准值相符，则可以继续进行实际样品的测量。
如果存在误差，可以根据误差大小进行微调，并重新进行校准或调整系统设置。
二、误差来源及优化策略1.光源波动：椭偏仪中的光源强度波动可能会影响测量结果的准确性。
为了减少光源引起的误差，可以使用稳定的光源或加入滤光片等方法来降低波动。
2.入射角度误差：椭偏仪中的入射角度偏差可能导致测量结果的不准确。
通过使用精确测量入射角度的装置，如角度测量仪或自动台，可以减小角度误差，并提高测量的重现性。
椭偏仪的应用领域及其原理介绍
椭偏仪的应用领域及其原理介绍椭偏仪，又称偏光测量仪，是一种利用偏振光原理测量样品光学特性的仪器。
它广泛应用于物理、化学、生物、材料科学等领域，在液体晶体、生物大分子、光学材料等领域具有重要的应用价值。
椭偏仪的工作原理基于偏振光的传播和干涉现象。
当平行振动方向的光通过样品时，其波长和振幅都会发生改变。
椭偏仪通过测量样品所引起的光的偏振状态变化，进而推测出样品的光学性质。
椭偏仪由光源、偏振片、样品架、旋转器和检测器等部分组成。
光源产生的白光经过偏振片偏振后，进入样品架并通过样品。
样品会引起光的相位差和振幅变化，再经过旋转器旋转一定角度后，进入检测器进行测量。
通过对测量结果的分析，可以得到样品的光学性质。
椭偏仪主要有以下几个应用领域：1.液晶研究：在液晶显示器等电子产品的研发和生产过程中，椭偏仪可以用于检测液晶的光学性质，如光学偏振方向、相位差、透射率等，以优化液晶的性能。
2.生物大分子研究：椭偏仪可以测量生物大分子的旋光性质，从而研究其结构和功能。
例如，可以通过椭偏仪测量蛋白质的二级结构、DNA和RNA的空间构型等，对生物大分子的结构和功能进行深入研究。
3.材料光学性质研究：椭偏仪可用于测量材料的光学常数、吸收系数、折射率等，从而研究材料的光学性质。
这对于光学材料的设计和应用具有重要意义，如用于太阳能电池、光学器件等的研究。
4.环境监测：椭偏仪可用于监测大气中的气溶胶和颗粒物的光学性质，如气溶胶的吸收和散射特性。
通过对气溶胶光学性质的测量，可以对大气环境进行研究和监测，从而对空气质量、气候变化等问题进行探究。
椭偏仪作为一种非常精确的光学测量仪器，具有高灵敏度和高分辨率的优点。
它可以测量样品的旋光、包括角的形状和位置在内的椭圆度等多种光学性质，对于研究和应用都具有很大的帮助和价值。
同时，椭偏仪的使用也需要一定的专业知识和技术，准确的操作和分析才能得到准确的结果。
椭偏仪原理
椭偏仪原理
椭偏仪是一种用于测量物质光学性质的仪器，它通过测量样品对偏振光的旋光
性质来分析样品的化学成分、结构和浓度。
椭偏仪原理是基于样品对偏振光的旋光效应，通过测量样品对不同波长的光的相位差和振幅比来获取样品的光学信息。
在椭偏仪中，光源发出的光经过偏振片产生线偏振光，然后通过样品后再经过
检偏器。
样品对偏振光的旋光效应会导致出射光的振幅和相位发生变化，检偏器测量这些变化来分析样品的光学性质。
椭偏仪可以测量样品对不同波长的光的椭偏率和光学旋光度，从而获取样品的折射率、消光系数、厚度、旋光度等信息。
除了测量样品的光学性质，椭偏仪还可以用于研究材料的结构和化学成分。
通
过对样品进行椭偏光谱测量，可以获取样品的电子结构、晶格结构、分子取向等信息。
椭偏仪还可以用于监测材料的生物活性，例如用于研究药物的构象变化、蛋白质的结构变化等。
椭偏仪原理的核心是通过测量样品对偏振光的旋光效应来获取样品的光学信息。
椭偏仪可以应用于材料科学、生物医学、化学等领域，为研究人员提供了一种非常有效的手段来分析样品的光学性质和结构特征。
通过不断改进和完善椭偏仪原理和技术，可以进一步扩大椭偏仪的应用范围，提高其测量精度和灵敏度，为科学研究和工程应用提供更多的可能性。
总结，椭偏仪原理是基于样品对偏振光的旋光效应来获取样品的光学信息，通
过测量样品对不同波长的光的椭偏率和光学旋光度来分析样品的化学成分、结构和浓度。
椭偏仪在材料科学、生物医学、化学等领域具有广泛的应用前景，为科学研究和工程应用提供了重要的分析手段。
随着椭偏仪技术的不断发展，相信其在未来会有更加广泛的应用和发展。
全光谱椭偏仪作用
全光谱椭偏仪作用
全光谱椭偏仪是一种用来测量物质样品的偏振光性质的仪器。
它可以通过测量样品对不同波长、不同偏振状态光的吸收、旋转和散射情况，从而获取样品的光学性质和结构信息。
全光谱椭偏仪的作用包括：
1. 光学性质测量：全光谱椭偏仪可以通过测量样品对不同波长光的吸收来研究样品的吸收光谱，从而揭示样品的分子结构和化学组成。
2. 旋光性质测量：通过测量样品对旋光光源的偏振度、旋光角度等参数，可以判断样品中存在的手性分子或晶体结构信息。
3. 色散性质测量：通过测量样品对不同波长光的偏振状态变化情况，可以分析样品对光的散射机制，从而研究材料的纳米结构、颗粒大小等信息。
4. 薄膜厚度测量：全光谱椭偏仪可以测量样品对不同波长光的相位差和振幅差，从而可以计算出样品的薄膜厚度。
总之，全光谱椭偏仪具有很广泛的应用领域，包括材料科学、化学、生物科学等，可以用于研究不同材料样品的光学和结构性质。
椭偏仪器的原理材料及薄膜参数测量
椭偏仪器的原理材料及薄膜参数测量椭偏仪器是一种用于测量物质样品的光学性质的仪器，主要包括测量样品的楔块角度、相位差、透射率等参数。
本文将对椭偏仪器的原理、材料以及薄膜参数测量进行详细介绍。
椭偏仪器的原理是基于电矢量的幅度和相位的旋转现象。
当光线通过具有旋光性质的样品时，会引起光的振动方向发生旋转，这种旋转可以用偏振角度来描述。
椭偏仪利用偏振片和波片的分析和补偿作用，可以测量出光通过样品后的偏振状态的变化，从而得到样品的光学参数。
椭偏仪器的核心部件主要包括偏振片、椭圆偏振子、旋光片（或叫波片）和检测器等。
其中，偏振片用于选择特定方向的偏振光，椭圆偏振子用于生成特定椭圆偏振光，旋光片用于改变椭圆偏振光的相位差和方向。
检测器用于测量经过样品后的光信号强度和相位信息。
在使用椭偏仪器进行薄膜参数测量时，主要涉及两个步骤：一是通过旋光片调整椭圆偏振光的相位差和方向，使其与样品的光学性质相匹配；二是测量样品透射的光强和光相位信息。
通过分析光强和光相位的变化，可以计算出样品的折射率、厚度、介电常数等参数。
在测量薄膜参数时，椭偏仪器需要考虑的主要材料是样品本身和光学元件。
样品通常是被测薄膜，可以是金属、半导体或介质材料。
光学元件需要具备高透过率、低反射率、高精度的光学性能，常用的材料有石英、光学玻璃、硅等。
薄膜参数测量主要包括折射率、膜厚和介电常数等参数。
通过椭偏仪器的测量，可以计算出样品的反射率和透射率，然后利用波动光学理论和数学优化算法，可以反推出样品的折射率和膜厚。
进一步，结合其他光学测试技术，如激光扫描插入技术、调制椭圆偏振技术等，可以获得更准确的介电常数等参数。
综上所述，椭偏仪器是一种用于测量物质样品光学性质的重要仪器。
通过调节光学元件的相位差和方向，测量样品透射的光强和光相位信息，可以计算得到样品的折射率、膜厚和介电常数等参数。
在薄膜材料研究、光学器件设计和光学涂层制备等领域有着广泛的应用价值。
椭偏仪的原理和适用范围
椭偏仪的原理和适用范围
椭偏仪是一种用于测量光材料的光学性质的仪器。
它可以通过测量透射或反射光的偏振状态来确定材料的光学活性参数。
椭偏仪常用于研究材料的光学性质、确定材料的晶体结构、测量薄膜的光学性能等领域。
椭偏仪的核心部件是一个旋转棱镜。
旋转棱镜可以使光以不同的偏振状态通过样品。
椭偏仪还包括一个偏振器和一个检偏器，它们用于控制入射光的偏振状态和测量出射光的偏振状态。
椭偏仪还配备了一台光源和一个光探测器，用于提供光源并测量光的强度。
椭偏仪的使用步骤通常包括以下几个步骤：
1.将样品安装到样品台上，确保样品与光束垂直。
2.打开光源，调整偏振器和检偏器，使光束通过材料。
3.调整旋转棱镜的角度，以使光经过样品后的偏振状态最接近一个圆偏振光。
4.使用探测器测量出射光的强度，并记录相应的旋转棱镜的角度。
5.根据测量到的数据和斯托克斯矩阵的关系，计算出样品的光学性质参数。
椭偏仪的适用范围非常广泛。
它可以用于研究材料的光学性质，例如材料的折射率、吸收率、散射率等。
此外，椭偏仪还具有测量非晶态材料的能力，例如薄膜、液晶等材料。
椭偏仪还可以用于研究生物材料，例如蛋白质、DNA、细胞等的光学性质。
椭偏仪还可以用于测量光学元件的性能，例如偏振器、波片等。
总之，椭偏仪在物理、化学、生物学等领域都有广泛的应用。
椭偏仪
注意事项
1.在实验之前，先检查各元器件是否齐全完好，并且区分 望远镜、平行光管、起偏器和检偏器； 2.在分光计的调节过程中，在望远系统的调节前注意在内 侧装上会聚透镜； 3.在测量之前应保证起偏器的内外盘读数头均处于零度， 检偏器的外盘读数头处于90°。在读数头的调节中应轻 轻转动整个读数头而保持盘上的读数不变，注意1/4波片 的放置及调整； 4.刚开始测量时检流计应打到最大档，在测量过程中根据 实际情况从大到小调节量程。衰减旋钮顺时针旋转至不 可再旋时，检流计上的示数为标准电流； 5.分别使检偏器外盘读数大于和小于90°，在此基础上分 别转动起偏器的外盘到检流计示数最小；
（3）将校光片A和B分别置于望远镜光管内 外两端（A和B因架子不同，只可分别装 于光管两端），同理，光斑也应同时在校 光片A和B的圆框内，如不在，说明平行 光管与望远镜的共轴未调整好，应重新调 整，使共轴。 （4）换下两只校光片，换上半反目镜，并在 半反目镜上套上光电探头，通过信号线连 接数字式检流计，因目镜内装有45°半反 镜片，既可从目镜中观察光斑，也可通过 检流计（使用方法详见其说明书）确定光 电流值。
式中tg Φ的物理意义是P波和S波的振幅之 比在反射前后的变化，称为椭偏法的振幅 参量。Δ 的物理意义是P波和S波的相位差 在反射前后的变化，称为椭偏法的相位参 量。RP和RS 分别为 P波初量和S波分量 的总反射系数。椭偏仪的结构图如图27.1 所示。
在波长、入射角、衬底等参数一定时，Φ和 Δ是膜厚 d 和折射率 n 的函数。对一定厚 度 的某种膜，旋转起偏器总可以找到某一 方位角，使反射光变为线偏振光。这时再 转动检偏器，当检偏器的方位角与样品上 的反射光的偏振方向垂直时，光束不能通 过，出现消光现象。消 光时，Δ和Φ分别由 起偏器的方位角 P 和检偏器的方位角 A 决 定。把 P 值和 A 值分别换算 成Δ和Φ后， 再利用公式和图表就可得到透明膜的折射 率n 和膜厚度d。
系列椭偏仪安全操作及保养规程
系列椭偏仪安全操作及保养规程椭偏仪是一种常用的实验仪器，用于测量光线的偏振状态和样品的光学性质。
在使用椭偏仪时，必须遵守一系列的安全操作规程，并进行定期的保养，以确保仪器的正常运行和延长使用寿命。
以下是椭偏仪的安全操作及保养规程。
一、安全操作规程：1.在使用椭偏仪之前，必须先仔细阅读使用说明书，并掌握其使用方法和原理。
2.椭偏仪应安装在干燥、通风的实验室中，保持仪器周围环境的清洁和整洁。
3.在操作椭偏仪前，先检查仪器是否无损坏，所有部件是否齐全。
4.椭偏仪使用过程中要注意保持仪器表面干燥，避免在湿度过高的环境中操作。
5.在使用椭偏仪之前，必须先打开室温恒温器，使仪器处于稳定的温度环境中。
6.在操作椭偏仪时，必须佩戴防护眼镜，并注意仪器所使用的光源是否对眼睛有危害。
7.当调节和观察样品时，要避免直接照射光源和进入接口。
8.使用椭偏仪时，不得将手指或其他物体伸入到仪器的运动元件中，以免造成伤害。
9.椭偏仪使用完毕后，应将所有调节元件调回初始位置，并关闭电源开关。
二、保养规程：1.定期检查椭偏仪的各个部件，若有损坏或松动的情况，应及时修理或更换。
2.椭偏仪表面应定期清洁，使用干净的软布擦拭，避免使用有腐蚀性的溶剂。
3.椭偏仪的光路系统应定期进行检查和校正，确保光路的稳定和准确。
4.椭偏仪的光源应定期检查和维护，保证光源的光强和光谱分布。
6.长时间不使用椭偏仪时，应断开电源，存放在干燥、通风的地方。
7.定期保养时，应参照使用说明书进行操作，避免因误操作而对仪器造成损坏。
8.若要更换零部件或对仪器进行大修，应送到专业的维修中心或生产厂家进行维修。
以上是椭偏仪的安全操作及保养规程，通过遵守这些规程，能够确保仪器的安全运行和延长使用寿命，同时也能保障实验人员的人身安全。
在平时的使用过程中，还需根据情况及时补充和完善规程，并进行培训和宣讲，提高实验人员的安全意识和操作技能。
椭偏仪的原理及应用
椭偏仪的原理及应用1. 椭偏仪的原理椭偏仪（Ellipsometer）是一种用来测量材料光学性质的仪器。
它利用椭偏现象来分析材料或薄膜的光学特性。
椭偏仪通过测量材料对入射光的偏振状态的变化，可以获得材料的复折射率、透射率以及薄膜的厚度和复折射率等信息。
椭偏仪的原理可以通过杨氏矩阵描述。
杨氏矩阵是椭偏仪测试中的一个重要参数，表示了入射光与样品之间的相位关系。
通过测量样品反射的椭圆偏振光的参数，可以推导出杨氏矩阵的各个元素，从而得到样品的光学特性。
2. 椭偏仪的应用椭偏仪的应用非常广泛，特别在材料科学研究和工业制造领域有着重要的地位。
2.1 材料科学研究椭偏仪在材料科学研究中可以用于以下方面：•薄膜厚度的测量：椭偏仪可以精确地测量薄膜的厚度，从而在薄膜制备和研究过程中提供实时的监测和控制。
•薄膜折射率的测量：椭偏仪可以测量材料或薄膜在不同波长下的折射率，从而了解材料的光学性质。
•表面形貌的研究：椭偏仪可以通过测量材料表面的反射和散射特性，分析材料的表面形貌和粗糙度等信息。
2.2 薄膜制备和光学器件的开发椭偏仪在薄膜制备和光学器件的开发过程中起到了关键作用：•在薄膜制备过程中，椭偏仪可以实时监测薄膜的生长速率、厚度均匀性等参数，从而提供反馈控制，保证薄膜的质量。
•在光学器件开发中，椭偏仪可以测量器件的各种光学参数，如透过率、反射率等，从而评估器件的光学性能。
2.3 生物医学应用椭偏仪在生物医学领域也有着重要的应用：•生物膜研究：椭偏仪可以用于研究生物膜的光学特性和生物分子的相互作用。
•生物医学检测：椭偏仪可以用于检测和分析生物样品中的蛋白质、DNA、RNA等生物分子的光学性质和结构。
3. 结束语椭偏仪作为一种先进的光学测试仪器，可以广泛应用于材料科学研究、薄膜制备和光学器件的开发以及生物医学等领域。
通过测量样品的椭圆偏振光的参数，椭偏仪可以提供材料的复折射率、透射率、厚度和表面形貌等信息，为科学研究和工业应用提供了重要的数据支持。
椭偏仪算带隙
椭偏仪算带隙
椭偏仪是一种测量物质的光学性质的仪器。
通过椭偏仪测量的物质光学性质可以提供材料的带隙信息。
带隙是固体材料中原子能级的分布情况。
在能级分布中，存在着最高占据能级和最低未占据能级之间的能量差，被称为带隙。
带隙决定了材料的电子行为，如导电性、绝缘性和半导体性。
因此，带隙是材料的重要性质之一。
椭偏仪通过测量光在物质中传播时的偏振状态来获取材料的光学性质。
光可以被分解为振动方向垂直和平行于传播方向的两个偏振方向，分别为s（senkrecht，垂直）和p（parallel，平行）。
当光通过材料时，材料的光学性质会导致光的偏振状态发生变化，如振幅、相位和偏振方向的旋转。
椭偏仪可以通过检测光在材料中传播过程中的偏振状态变化来推断材料的带隙。
具体来说，椭偏仪可以测量光的入射角和透射角之间的旋转角度，以及透射光的振幅和相位变化。
根据光的入射角和旋转角度之间的关系，可以计算材料的屈光性和旋光性，从而推断材料的带隙。
总而言之，椭偏仪可以通过测量光在材料中的旋光性和屈光性，来推断材料的带隙信息。
该方法是一种非常有用和常用的方法，可用于研究材料的光学性质和电子行为。
椭偏仪原理范文
椭偏仪原理范文椭偏仪（ellipsometer）是一种利用椭圆偏振光原理来测量材料的光学性质的仪器。
椭偏仪可以通过测量入射光线经过样品后的偏振状态的改变，从而得到样品的折射率、厚度以及各种光学常数的信息。
椭偏仪被广泛应用于材料科学研究、半导体工艺控制、光学器件设计等领域。
椭偏仪的基本原理是根据光波的相位和振幅的变化来分析材料的光学特性。
当偏振光通过材料时，会发生幅度、相位和振动方向的改变。
椭偏仪通过测量入射光线和反射光线之间的振动相位差、振幅比和振动方向的变化，来计算材料的光学参数。
椭偏仪基本上由一个光源、一个波片、一个偏振器、一个样品台、一个检测器以及一个计算机控制系统组成。
光源产生偏振光，波片用于调节光的偏振方向，偏振器用于滤除一部分光线，样品台用于放置待测样品，检测器用于测量反射光的偏振状态，计算机控制系统用于接收测量数据并进行分析和计算。
椭偏仪的测量步骤如下：1.标定：在进行测量之前，需要对椭偏仪进行标定。
标定过程中，测量仪器使用已知折射率和厚度的标准样品进行校准，以获得准确的测量结果。
2.样品准备：将待测样品放置在样品台上，并确保样品的表面光洁、均匀。
3.光源和偏振器设置：选择合适的光源和偏振器，调整光源强度和偏振方向。
通常情况下，椭偏仪会使用一条线偏振光作为入射光源。
4.测量：打开光源，观察反射光的偏振状态和强度。
通过旋转波片和偏振器，改变入射光线的偏振状态，并记录每个角度下的反射光强度。
可以测量多组数据以增加测量精度。
5.数据分析：将测得的反射光强度数据输入计算机控制系统，利用椭圆偏振光理论进行分析和计算。
根据入射光的偏振状态和反射光的偏振状态之间的关系，可以计算出样品的折射率、厚度以及相关的光学常数。
椭偏仪的优点在于其非接触性、快速性和高精度测量。
它可以测量各种材料（包括金属、半导体、液体等）的光学参数，并广泛应用于材料科学研究、薄膜工艺控制、光学器件设计等领域。
椭偏仪(20131126)
光谱性椭偏仪
• • • • 什么是椭偏仪 椭偏仪测量术的发展 椭偏仪的基本工作原理 未来发展方向
一．什么是椭偏仪
一种用于测量一束偏振光从被研究的表面 或薄膜上反射后偏振状态产生变化的光学 仪器，用它可以得到表面或薄膜的有关物 理参量的信息。 可以探测薄膜厚度、光学常数以及材料微 结构。由于与样品非接 触，对样品没有破 坏且不需要真空，使得椭偏仪工作波长为单波长或少数独立的波长， 最典型的是采用激光或对电弧等强光谱光进行滤光产生的 单色光源。现在大多数的椭偏仪在很宽的波长范围内以多 波长工作（通常有几百个波长，接近连续）。和单波长的 椭偏仪相比，多波长光谱椭偏仪有下面的优点：可以提升 多层探测能力，可以测试物质对不同波长光波的折射率等。 椭偏仪的光谱范围在深紫外的142nm到红外33μm可选。光 谱范围的选择取决于被测材料的属性、薄膜厚度及关心的 光谱段等因素。例如，掺杂浓度对材料红外光学属性有很 大的影响，因此需要能测量红外波段的椭偏仪；薄膜的厚 度测量需要光能穿透这薄膜，到达基底，然后并被探测器 检测到，因此需要选用该待测材料透明或部分透明的光谱 段；对于厚的薄膜选取长波长更有利于测量。
• 特别是近年来，这一技术与微型计算机相 结合，达到了测量步骤简化及计算更为迅 速的效果，使这一古老的方法获得了新生。 它在各个领域中，如物理、化学、材料和 照相科学、生物学以及光学、半导体、机 械、冶金和生物医学工程中得到了广泛的 应用。
三、基本的工作原理
椭偏仪测量的基本原理（用一束光反射型椭圆偏振 测厚仪）：用一束偏振光作为探针照射到待测样 品的表面上，由于样品对入射光中平行于入射 面 的电场分量（简称P分量）和垂直于入射面的电 场分量（简称S分量）有不同的反射、投射系数， 因此，从样品上反射的光的偏振状态相对于入射 光要发生变化。这种变化与物质的结构（薄膜的 厚度、折射率、消光系数）密切相关且在椭偏术 测量范围内变化很灵敏，故可以通过偏振状态的 改变来确定样品的具体结构，得到其光学参数 （薄膜的厚度、折射率、消光系数）
椭偏仪原理
椭偏仪原理
椭偏仪原理是一种物理原理，通常用于测量物体的偏转角度。
它是通过利用偏振光学原理来测量物体的偏转角度的一种测量方法。
在这个原理中，光是以偏振状态发射的。
当光穿过物体时，由于物体的偏转角度，光的偏振方向会发生变化，而这种变化可以通过椭偏仪测量出来。
椭偏仪是一种光学仪器，它由一个偏振光源、一个物体、一个检测器和一个检测系统组成。
在测量物体的偏转角度时，首先在椭偏仪上设置一个偏振光源，使其发出偏振光。
然后，将物体置于光源的前面，使其能够接收到偏振光。
当物体接收到偏振光时，由于物体的偏转角度，偏振光的偏转角度会发生变化。
这时，将检测器放置在物体的后面，使其能够检测到物体的偏转角度。
最后，利用检测系统将检测器检测到的信号转换为数字信号，从而测量出物体的偏转角度。
椭偏仪原理可用于测量不同的物体的偏转角度，并且可以用于多种应用场合，如在机械、航空、通信和医学等领域。
由于椭偏仪原理具有精确、可靠、快速等优点，因此在各种不同领域中都得到了广泛的应用。
总之，椭偏仪原理是一种物理原理，它可以用来测量物体的偏转角
度，并且可以用于多种应用场合，因此被广泛应用于各种不同领域中。
椭偏仪原理
椭偏仪原理
椭偏仪原理是一种测量物体在地球磁场中的偏转角度的测量原理。
它是一种利用电磁力测量物体在地球磁场中的偏转角度的测量方法。
椭偏仪的工作原理是：当物体在地球磁场中旋转时，由于磁场的存在，物体会受到磁场的影响而发生偏转。
此时，椭偏仪会测量物体受到磁场影响而产生的偏转角度。
它以地球磁场为基准，测量物体在地球磁场中的偏转角度，从而得出物体在地球磁场中的实际位置。
椭偏仪有很多应用，主要用于航空、航海、航天、军事和地理学等领域。
航空方面，椭偏仪用于测量飞机在地球磁场中的偏转角度，从而得出飞机的实际位置，保证了飞机的安全性。
航海领域，椭偏仪可以测量船只在地球磁场中的偏转角度，从而得出船只的实际位置，保证了船只的航行安全。
椭偏仪是一种高精度测量工具，它能够精确测量物体在地球磁场中的偏转角度，从而得出物体的实际位置。
它在航空、航海、航天、军事和地理学等领域有着重要的应用，为安全的航行提供了保障。
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实验题目：椭偏仪
实验目的：利用传统的消光法测量椭偏参数，使学生掌握椭偏光法的基本原理、仪器的使用，并且实际测量玻璃衬底上薄膜的厚度和折射率。
实验原理：见预实验报告。
实验步骤：
1、调节仪器共轴。
调节激光与椭偏仪两个光道共轴，具体步骤为取四个中间有小孔的塑料塞，塞在椭偏仪的两个平行光管筒的四个孔上，用激光射向平行光管筒，使激光穿过四个塑料塞的小孔，尽量使四个塑料塞上没有红光，即激光全部从小孔中通过，则说明仪器共轴调好。
调好后将表盘调零。
2、安装检偏器
在远离激光器一边的平行光管筒一边插上望远镜筒，在平台上放置一玻璃挡板，将平行光筒调过66°，调节玻璃挡板的角度使得激光射入望远镜筒，在平行光管筒上安上检偏器，内环调到0°，外环调到90°，刻度处竖直向上；然后用眼睛观察望远镜筒，微调检偏器，直至望远镜筒中的红点亮度最小，固定检偏器。
3、安装起偏器与1/4波片
将玻璃挡板取下，并将平行光管筒调回0°处，将起偏器内环调到0°，外环也调到0°，刻度竖直向上挂到离激光器较近的平行光管筒上，然后眼睛注视望远镜筒，微调起偏器，直至红点光强最小时停止调整，固定起偏器。
然后将1/4波片安到起偏器上，注意用一只手固定起偏器内环，防止内环转动，同时用另一
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只手转动波片，眼睛通过望远镜观察红点光强，直至光强最弱，这时停止调整，此时的仪器已调整完毕。
4、寻找消光点
将样品放到座台上，将平行光管筒调至40°处，调节样品角度使得激光射到平行光管筒中且可以在望远镜中看到红点。
先将起偏仪内环调到+45°，这时将起偏仪与检偏仪均调至0~90°间任何一值，在0~90°之间调节起偏仪，同时眼睛注视红点，发现红点光强有变化时，调节检偏仪，范围同样是0~90°，可发现光强变小，反复调节二者，直至找到光强最小处，记下此时起偏器与检偏器的读数；再将二者调到90~180°之间重复上述操作，得到另一组数据。
然后将起偏仪内环调至-45°，重复上述操作，再得到两组数据。
5、用软件计算薄膜的折射率与厚度
将刚刚测得的四组数据输入软件中，运行软件找到样品的折射率与厚度。
实验现象及数据：
在调节共轴时四个塑料塞基本上没有红光；
安装起偏器、检偏器、1/4波片时消光比较成功，尤其是在安装1/4波片时，基本上将光消掉，红光已经由红点变成淡淡的一片红色。
使用的薄膜编号为6360，实验数据如下：
1/4波片角度起偏器角度检偏器角度+45°63°75.9°
143.5°100°
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-45°19.8°79.1°
123°102.9°经软件计算，得出以下结果：
薄膜厚度：54nm 薄膜折射率：1.9 周期厚度：191.6nm
0周期：54nm 1周期：245.6nm
实验总结及误差分析：
本实验存在几个难点：第一个就是调节仪器共轴。
调节仪器共轴时先不要调节激光器，将激光与四个小塑料塞弄到一条直线上以后，如果发现四个小塑料塞上红点高度不一，则必须调节激光器的俯仰角，每次调节一点点，直至激光与平行光管筒平行，然后调节激光器的竖直高度，使得激光恰好与塑料塞的小孔等高度，然后开始调节平行光管筒，这步就比较简单了。
第二个难点是安装1/4波片时一定要记住保证起偏器内环不要转动，否则实验一定失败。
第三个难点是找消光点，由于起偏器与检偏器均达到特定角时才发生消光，使得单独调其中一个时不会发生消光，这就要求在调节起偏器时要仔细观察红点，当红点出现一点点细小的波动时，意味着起偏器已经靠近消光角度，这时在调节检偏器，然后进行后续微调即可。
本实验经过软件处理后的数据看似很精确，其实试验中误差很大，其误差来源有以下几种：
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起偏器与检偏器的安装，安装时使用肉眼来寻找消光点，精度不够，而且调好角度固定时起偏器与检偏器几乎一定有轻微的转动，这时无法避免的。
1/4波片的安装，这个更容易出现误差，因为1/4波片在安在内环时很容易引起内环转动，且一手固定内环一手旋转波片，调节时很容易使起偏器整体转动，毕竟起偏器的固定不是很牢固。
且调节之后可以发现内环或多或少会有些变化，消光点一样是目测，不准确。
将平行光轴调到40°处时有轻微误差，观察消光点时眼睛若不小心碰到望远镜筒很容易带动平行光管筒有轻微偏移。
侧四个消光点时用的都是用目测来确定的方法，存在较大误差。
用计算机软件处理时，厚度与折射率均取的近似值，本实验数据厚度其实在53.5nm左右，偏向54nm，因此读出的数据也存在误差。
思考题：
1、检偏器、起偏器透光方向的零刻度是如何定位的？
检偏器时先将外环调到0°，然后通过布儒斯特反射产生线偏振光入射，偏振方向为竖直方向，此时微调达到消光，则可定位检偏器的零刻度。
回复光路，使两个平行光管筒位于同一条直线上。
将起偏器的外环调到0°，则它产生的偏振光与检偏器的偏振方向应该成90°，既可以达到消光的效果，因此可用消光法来定位起偏器的零刻度。
2、1/4波片的作用是什么？
1/4波片是从单轴晶体中切割下来的平行平面板，其表面与晶体光轴平行。
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在一束光入射时会发生双折射现象，分成一束寻常光和一束非常光，其中寻常光与主截面垂直，非常光与主截面平行，有单轴晶体的性质可使o 光和e 光在晶体中传播速度不同，从而产生位相差。
而1/4波片的厚度经设计使得位相差偏移
恰为1/4周期，即
2
π。
本实验中波片放置角度为+45°或-45°，使得竖直方向的线偏振光入社时与主截面夹角为45°，则分解出的o 光与e 光振幅相等，相位差2π，为一等幅椭圆偏振光。
3、等幅椭圆偏振光是如何获得的，简述其原因。
激光先经过竖直向上的偏振片，产生偏振方向为竖直方向的线偏振光，然后经1/4波片作用，射出时变为等幅椭圆偏振光。
1/4波片原理上题已经叙述，o 光与e 光相位差为
2
π，且二者振幅不为零，则必为椭圆偏振光，其振幅由以下公式确定 θθ
sin cos ⨯=⨯=E E E E o e
其中θ为入射光与主截面的夹角，本实验中θ=45°，因此o E 与e E 相等，所以为等幅椭圆偏振光。