薄膜光学技术-6-1第六章 光学薄膜特性测试与分析
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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
光学薄膜的特性检测
( 12) e x p ( d ) 2 I I ( 1 R ) 2 N o e x p ( d ) 1
2 N
令
( 1 2 ) e x p ( d ) T 2 N e x p ( d ) 1
利用反射率求折射率
• 于是测量折射率就成了简单的事情，只需要读取 极值反射率，然后从上式求解n
n
(1 Rm )ns no 1 Rm
4 4
同时
' n d ( 2 m 1 ) [ 2 ( m 1 ) 1 ]
λ和λ’是两个相邻的极大（或极小）反射率波长
利用反射率求折射率
n2 Ni2 2 2 n Nj
薄膜折射率的测量
准波导法
n2 Ni2 2 2 n Nj 1 (i ) tg1 2 1 ( j ) tg1 2
2 Ni2 ng
n2 Ni2
2 N2 j ng
n2 N 2 j
其中，Ni Nj分别是入射光片深圳时第i和j模的有效折射率，它的值由实 验来确定，解这个方程即可得到薄膜的折射率no.同时还可以得到薄膜 厚度的表达式。 对于p偏振，同以上方法，只是ρ取2.然后再带入薄膜厚度的表达式，
薄膜光学常数的椭圆偏振量
椭偏法测量的基本思路是，起偏器产生的线 偏振光经取向一定的1／4 波片后成为特殊的 椭圆偏振光，把它投射到待测样品表面时， 只要起偏器取适当的透光方向，被待测样品 表面反射出来的将是线偏振光。根据偏振光 在反射前后的偏振状态变化（包括振幅和相 位的变化），便可以确定样品表面的许多光 学特性。
薄膜折射率的测量
布儒斯特角方法
用这种方法测量的精确度较低，因为入射波虽然 在薄膜上表面不发生反射，但是在薄膜与基片的 界面上仍有反射光透过薄膜折射进入空气，从而 干扰测量。为了解决这个问题设计了如下的一种 镀膜形式。 i
2 N
令
( 1 2 ) e x p ( d ) T 2 N e x p ( d ) 1
利用反射率求折射率
• 于是测量折射率就成了简单的事情，只需要读取 极值反射率，然后从上式求解n
n
(1 Rm )ns no 1 Rm
4 4
同时
' n d ( 2 m 1 ) [ 2 ( m 1 ) 1 ]
λ和λ’是两个相邻的极大（或极小）反射率波长
利用反射率求折射率
n2 Ni2 2 2 n Nj
薄膜折射率的测量
准波导法
n2 Ni2 2 2 n Nj 1 (i ) tg1 2 1 ( j ) tg1 2
2 Ni2 ng
n2 Ni2
2 N2 j ng
n2 N 2 j
其中，Ni Nj分别是入射光片深圳时第i和j模的有效折射率，它的值由实 验来确定，解这个方程即可得到薄膜的折射率no.同时还可以得到薄膜 厚度的表达式。 对于p偏振，同以上方法，只是ρ取2.然后再带入薄膜厚度的表达式，
薄膜光学常数的椭圆偏振量
椭偏法测量的基本思路是，起偏器产生的线 偏振光经取向一定的1／4 波片后成为特殊的 椭圆偏振光，把它投射到待测样品表面时， 只要起偏器取适当的透光方向，被待测样品 表面反射出来的将是线偏振光。根据偏振光 在反射前后的偏振状态变化（包括振幅和相 位的变化），便可以确定样品表面的许多光 学特性。
薄膜折射率的测量
布儒斯特角方法
用这种方法测量的精确度较低，因为入射波虽然 在薄膜上表面不发生反射，但是在薄膜与基片的 界面上仍有反射光透过薄膜折射进入空气，从而 干扰测量。为了解决这个问题设计了如下的一种 镀膜形式。 i
2019现代光学薄膜技术6
假定导纳为 i 的基片上有导纳为
n 的单层膜
B
C
cos
in sin
i sin n cos
1 i
组合导纳 Y C B 一般为复数，设
Y x iy
分别取实部、虚部相等
，经过整理消去
x2 y2 2 2 n2 x n2
这是一个园的方程，圆
心坐标
2
2 2
若在所考虑的整个波段内，忽略膜的色散， 则对于所有波长振幅反射系数r1，r2、r3和r4均 相同。
薄 膜 光 学——基础理论
矢量法
为了避免在作矢量图时方向混乱，我们可以规定： 1． 矢量的模r1, r2, r3, r4…，正值为指向坐标原点负
值为离开原点． 2． 矢量之间的夹角仅决定于膜层的光学厚度和所考察
➢采用变折射率的所谓非均匀膜，它的折射率随着厚度的增 加呈连续的变化；
➢采用几层折射率不同的均匀薄膜构成多层增透膜；
薄 膜 光 学——典型膜系
1.2 双层增透膜
对于单层氟化镁膜来说冕牌玻璃的折射率是太低了。 为此，我们可以在玻璃基片上先镀一层1/4波长厚的、折 射率为n2的薄膜，这时对于来说薄膜和基片组合的系统 可以用一折射率为Y=N23/n3的假想基片来等价。显然， 当n2>n3时，有Y＞n3．也就是说，在玻璃基片上先镀一 层高折射率的λ0／4波长厚的膜层后，基片的折射率好象 从n3提高到Y=N23/n3 ，然后镀上λ0／4波长厚的氟化镁膜 层就能起到更好的增透效果。 构成λ0／4- λ0／4型增透膜， 若使中心波长的反射率为零，应满足：
薄 膜 光 学——基础理论
矢量法
为了避免在作矢量图时方向混乱，我们可以规定： 1． 矢量的模r1, r2, r3, r4…，正值为指向坐标原点负
光学薄膜微观分析及性能测试
材料微观分析及性能测试专业服务Materials Micro-analytical Characterization and Testing Services( M2CTS )目标•领导技术服务发展潮流，在珠江三角洲地区为广大厂家包括制造业，能源业，建筑及建材业等提供高水平的材料微观分析和性能测试专业服务。
•通过提供服务，促进城大与广大工业厂商之间的专业技术合作交流，推动科技成果转化。
适用客户半导体，建筑业，轻金属业，新材料，包装业，模具业，科研机构，高校，电镀，化工，能源，生物制药，光电子，显示器。
主要实验室一、金相实验室• Leica DM/RM 光学显微镜主要特性：用于金相显微分析，可直观检测金属材料的微观组织，如原材料缺陷、偏析、初生碳化物、脱碳层、氮化层及焊接、冷加工、铸造、锻造、热处理等等不同状态下的组织组成，从而判断材质优劣。
须进行样品制备工作，最大放大倍数约1400倍。
• Leica 体视显微镜主要特性：1、用于观察材料的表面低倍形貌，初步判断材质缺陷；2、观察断口的宏观断裂形貌，初步判断裂纹起源。
•热振光模拟显微镜•图象分析仪•莱卡DM/RM 显微镜附 CCD数码照相装置二、电子显微镜实验室•扫描电子显微镜(附电子探针) (JEOL JSM5200，JOEL JSM820，JEOL JSM6335)主要特性：1、用于断裂分析、断口的高倍显微形貌分析，如解理断裂、疲劳断裂（疲劳辉纹）、晶间断裂（氢脆、应力腐蚀、蠕变、高温回火脆性、起源于晶界的脆性物、析出物等）、侵蚀形貌、侵蚀产物分析及焊缝分析。
2、附带能谱，用于微区成分分析及较小样品的成分分析、晶体学分析，测量点阵参数/合金相、夹杂物分析、浓度梯度测定等。
3、用于金属、半导体、电子陶瓷、电容器的失效分析及材质检验、放大倍率：10X—300,000X；样品尺寸：0.1mm—10cm；分辩率:1—50nm。
•透射电子显微镜（菲利蒲 CM-20,CM-200）主要特性：1、需进行试样制备为金属薄膜，试样厚度须<200nm。
薄膜光学技术
b、 通带波形近似为三角形; c、 通带两侧截止区很窄; d、 制造工艺难度较大、
全介质滤光片得带宽
如果两个反射膜对称,而且反射率足够高,则
F 4R12 4 (1 R12 )2 T122
2 20 sin1 T12
m
2
当层数给定时,用高折射率层作为最外层将得到最大反射率, 所以,实际上只有两种情况需要考虑、即
G/H(LH)x2L(HL)xH/A G/HLHLHLHL2LHLHLHLHLH/A
3、 全“介质多半波”型
“多半波”就是指膜系中有多个λ0/2 间隔层。 双半波型: G HL2H(LH)2L2HLH G
G LH2L(HL)3H2LHLH A 三半波型: G LHL(LHLHLHLHL)2LHL A 五半波型: G LHL(LHLHLHL)4LHLHL A 特点:
2、 全“介质单半波”型
反射膜/半波间隔层/反射膜
G/ ( HL )m [ k ( 2H ) ] ( LH )m /G G/ ( HL )m H [ k ( 2L ) ] H ( LH )m /G 特点:
a、 A, S 很小, R1 , R2 很高, ∴ T0 ~ 90%
2 0 ~ 1 500
Tmax
T122 (1 R12 )2
T122 (T12 A12 )2
1 (1 A12 / T12 )2
这说明 :反射膜得透射率愈低或吸收、散射愈大,则 峰值透射率愈低、
A+S ~ 0、5% , R ~ 98、8% , T max ~ 50% ; A+S ~ 1% , R ~ 98、8% , T max ~ 30% 、
Y12
nH2 x 1 nL2 x 1
nH2 nG
nH2 X nL2 x 1nG
全介质滤光片得带宽
如果两个反射膜对称,而且反射率足够高,则
F 4R12 4 (1 R12 )2 T122
2 20 sin1 T12
m
2
当层数给定时,用高折射率层作为最外层将得到最大反射率, 所以,实际上只有两种情况需要考虑、即
G/H(LH)x2L(HL)xH/A G/HLHLHLHL2LHLHLHLHLH/A
3、 全“介质多半波”型
“多半波”就是指膜系中有多个λ0/2 间隔层。 双半波型: G HL2H(LH)2L2HLH G
G LH2L(HL)3H2LHLH A 三半波型: G LHL(LHLHLHLHL)2LHL A 五半波型: G LHL(LHLHLHL)4LHLHL A 特点:
2、 全“介质单半波”型
反射膜/半波间隔层/反射膜
G/ ( HL )m [ k ( 2H ) ] ( LH )m /G G/ ( HL )m H [ k ( 2L ) ] H ( LH )m /G 特点:
a、 A, S 很小, R1 , R2 很高, ∴ T0 ~ 90%
2 0 ~ 1 500
Tmax
T122 (1 R12 )2
T122 (T12 A12 )2
1 (1 A12 / T12 )2
这说明 :反射膜得透射率愈低或吸收、散射愈大,则 峰值透射率愈低、
A+S ~ 0、5% , R ~ 98、8% , T max ~ 50% ; A+S ~ 1% , R ~ 98、8% , T max ~ 30% 、
Y12
nH2 x 1 nL2 x 1
nH2 nG
nH2 X nL2 x 1nG
薄膜光学技术‘
i1
s
in
1
i sin 1 cos 1
1
1
S
E
S
令：
B
C
cos 1
i1 sin1
i sin 1 cos 1
1
1
S
则：
1 B
E0
Y
C
ES
E0 YE0
B C
Es
E0 BEs YE0 CEs
等效导纳
Y C B
第21页
强调说明：
①
B
C
cos 1
i1
s
的所有 H、E 。
第8页
2、Fresnell’s formulae and modified admittance
rP
N0cos1 - N1cos0 N0cos1 N1cos1
rs
N0 N0
cos 0 cos 0
N1 N1
cos 1 cos 1
tP
2N 0cos0 N0cos1 N1cos0
和反射率
r
0
Y
0
Y
R 0 Y 0 Y 2
➢反射系数是复数，由模 r 和反射相移 r 两部分组成。
因此，只要求出了单层膜与基底的组合等效导纳，就可
以计算出单层膜的反射系数和反射率 。
第14页
1. 单层介质膜与基底组合的等效导纳
（1）.电磁场关系
1）①.方介向质：中E同, H一 ,点k0 成H右手 Y螺旋k0关 系E ．
tp
2N 0cos0 N0cos1 N1cos0
1
s
K cos 0 cos 1
p
其中，计算 rs和 t s时，公式中的 应代入 s；
薄膜的光学性质
等效介质：薄膜系统和基底组合而成。 将入射介质和等效介质之间的界面称为等效界面，即 等效界面两侧分别是入射介质和等效介质。 入射介质的折射率仍旧是N0，等效介质具有等效光学 导纳Y。
因此，整个薄膜系统的反射率就是等效界面的反射率， 等效界面的反射率计算公式为：
R n0 Y n0 Y
2
1.1 基本概念
单一界面的反射率和透射率
两种介质形成的界面对光波的能量反射率和透射率分别 为：
2
R
I I
r
E E
r 2 i
i
n n n n r n n n n
2 0 1 0 1 0 1 0 1
2 t 2 i 1
T
2）光由透明介质进入金属膜时，折射角度成为一个复向 量。当金属吸收系数很大，且光的波长又不是很短时，光 将沿着接近垂直界面的方向传播；当金属吸收系数不是很 大，且光的波长比较短时，光将偏离垂直界面的方向，偏 离的程度与入射角有关。这时，金属的光学常数也随着入 射角的变化而变化。
3）光在金属界面上的反射系数比在透明介质界面上的反 射系数大得多。当光进入金属后，自由电子吸收光能转变 成动能，导致光的指数衰减，衰减的快慢决定于自由电子 密度的大小。自由电子密度越高，吸收系数越大，光衰减 越快。对于100nm厚的金属膜，透射率只有1%。
R p r1 p
2
垂直入射时：
n 0 n1 R n 0 n1
T 4 n 0 n1
2
R s r1 s
2
n1 cos 1 2 Tp t1 p n 0 cos 0 n1 co s 1 2 Ts t1 s n 0 co薄膜的等效界面
薄膜光学6
s
T
(0u11
4 0k 1 k 1u22 ) 2 (0k 1u12 u21 ) 2
为简化令 0 1 ，如果 u11 u22 2 1 ，T T未与u12、u21无 关
未镀膜及片相比较 4 k 1 0 T未 0 k 1 2
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
1
g边
1 g ,因 此
反射带宽与H、L的折射率有关
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
薄 膜 光 学——典型膜系
用相对波数表示带宽：
1 g 1 g
用波长表示带宽：
0 1 1 g 2 0 1 g
0 / 1 g 0 / 1 g 2g0 / 1 g 2g0
Wavelength (nm)
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
薄 膜 光 学——典型膜系
全介质反射膜
金属反射镜的吸收是始终存在的， 使它在很多场合不能 应用，如有些高能 激光膜，这时候需要全介质高反膜。我 们知道：由H/L高低介质重复叠加可以 对某一波段进行高反射。如 （HL)sH/Glass结构的导纳：
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
薄 膜 光 学——典型膜系
当n1>n2时
比较两个 反射率 R*>R
1 ( n ik ) (1 n ) k R 2 2 1 ( n ik ) (1 n ) k
2 2
2
4 n n 2 1 1 1 n k n n2 2 * R 2 2 4 n n k2 1 1 n 1 n n 2 2 2
T
(0u11
4 0k 1 k 1u22 ) 2 (0k 1u12 u21 ) 2
为简化令 0 1 ，如果 u11 u22 2 1 ，T T未与u12、u21无 关
未镀膜及片相比较 4 k 1 0 T未 0 k 1 2
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
1
g边
1 g ,因 此
反射带宽与H、L的折射率有关
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
薄 膜 光 学——典型膜系
用相对波数表示带宽：
1 g 1 g
用波长表示带宽：
0 1 1 g 2 0 1 g
0 / 1 g 0 / 1 g 2g0 / 1 g 2g0
Wavelength (nm)
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
薄 膜 光 学——典型膜系
全介质反射膜
金属反射镜的吸收是始终存在的， 使它在很多场合不能 应用，如有些高能 激光膜，这时候需要全介质高反膜。我 们知道：由H/L高低介质重复叠加可以 对某一波段进行高反射。如 （HL)sH/Glass结构的导纳：
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
薄 膜 光 学——典型膜系
当n1>n2时
比较两个 反射率 R*>R
1 ( n ik ) (1 n ) k R 2 2 1 ( n ik ) (1 n ) k
2 2
2
4 n n 2 1 1 1 n k n n2 2 * R 2 2 4 n n k2 1 1 n 1 n n 2 2 2
物理实验技术中的光学薄膜测量与分析方法
物理实验技术中的光学薄膜测量与分析方法光学薄膜是一种在光学器件中广泛应用的材料，它的主要作用是控制光的传播和反射。
在物理实验中，准确测量和分析光学薄膜的特性是非常重要的。
本文将介绍一些常用的光学薄膜测量和分析方法。
一、椭偏振测量法椭偏振测量方法是一种基于光的偏振状态来测量光学薄膜厚度和折射率的方法。
通过测量透射或反射的光的偏振状态和光强的变化，可以确定薄膜的物理参数。
这种方法简单且精度较高，常用于光学薄膜厚度的测量。
二、透射率测量法透射率测量法是通过测量透过光学薄膜的光的强度来确定薄膜的透射率。
这种方法可以用于测量薄膜的光学吸收、透射和散射特性。
通常使用分光光度计或光谱仪进行测量，通过记录样品在可见光波段的光谱反射率，可以得到薄膜的透射率。
三、光学相干测量法光学相干测量法是一种利用光的干涉原理来测量光学薄膜厚度和表面形貌的方法。
通过测量反射光的干涉图案，可以推导出薄膜的厚度和表面形貌信息。
这种方法精度高且非接触，适用于测量各种厚度的光学薄膜。
四、自旋光学法自旋光学法是一种用来测量光学薄膜的旋光性质和光学常数的方法。
通过对旋光样品透射或反射光的旋光强度进行测量，可以确定样品的光学旋光角和光学常数的大小。
这种方法适用于测量旋光样品的光学性质，如天然光学薄膜。
五、激光扫描法激光扫描法是一种通过激光束在样品表面扫描然后测量反射光的方法。
通过测量不同位置的反射光强度，可以推导出样品表面的形貌信息。
这种方法适用于测量薄膜表面形貌和粗糙度等参数。
光学薄膜测量与分析方法在物理实验中的应用非常广泛，能够帮助研究人员了解材料的光学特性和性能。
上述介绍的几种方法都是常用的光学薄膜测量与分析方法，根据实验需要和样品特性的不同，可以选择适合的方法进行测量和分析。
在实际的光学薄膜测量和分析过程中，还需要注意一些实验技巧和误差控制。
首先，需要正确选择测量方法和仪器，确保测量结果准确可靠。
其次，要注意样品的制备和操纵，避免样品表面污染和破坏对测量结果的影响。
薄膜物理与技术6现代薄膜分析方法PPT课件
材料性质。
2.已知θ， d 可测 ——X射线光谱分析，研究原子结构。
第9页/共32页
6 现代薄膜分析方法
6.2 薄膜形貌/结构 （1）X射线衍射法（X－Ray Diffraction，XRD）
常用的衍射方法
方法 Laue法 转晶法
变化 固定
固定 （适合单晶） 变化 （粉末材料和薄膜）
X射线束是专用的X射线管发射的具有一定波长的特征X射线。 常用的几种特征X射线：Al的Ka射线（8.34A）、Cu的Ka射线（1.542A）、Cr的Ka射 线（2.29A）、Fe的Ka射线（1.94A）。
X射线是波长在100A~0. 1A之间的一种电磁波。常用X射线波长2.5A-0.5A，与晶体中原子 间距（~3A）数量级相同。可以把晶体作为天然衍射光栅，使得用X射线衍射进行晶体结 构分析成为可能。
第6页/共32页
晶体内原子按一定点阵排列得十分整齐，原子间距为几个埃，将晶体当作 光栅常数很小的三维立体光栅。
第5页/共32页
6 现代薄膜分析方法
6.2 薄膜形貌/结构 （1）X射线衍射法（X－Ray Diffraction，XRD）
光栅衍射： 光栅为一系列等宽狭缝，由物理光学可知,若光的波长与衍
射光栅宽度非常接近时, 可发生衍射的现象，得到一系列明 暗相间的条纹。 劳厄的想法： 晶体是原子按周期性排列构成的固体物质。 因原子面间距与入射X射线波长数量级相当，那么晶体可以 当作是X射线的三维衍射光栅。 在X射线一定的情况下，根据衍射的花样可以分析晶体的性 质，如点阵结构、晶胞大小和形状等。
针对不同研究对象的目的，可以选择不同的研究手段。
第1页/共32页
6 现代薄膜分析方法
6.1 概述
第2页/共32页
2.已知θ， d 可测 ——X射线光谱分析，研究原子结构。
第9页/共32页
6 现代薄膜分析方法
6.2 薄膜形貌/结构 （1）X射线衍射法（X－Ray Diffraction，XRD）
常用的衍射方法
方法 Laue法 转晶法
变化 固定
固定 （适合单晶） 变化 （粉末材料和薄膜）
X射线束是专用的X射线管发射的具有一定波长的特征X射线。 常用的几种特征X射线：Al的Ka射线（8.34A）、Cu的Ka射线（1.542A）、Cr的Ka射 线（2.29A）、Fe的Ka射线（1.94A）。
X射线是波长在100A~0. 1A之间的一种电磁波。常用X射线波长2.5A-0.5A，与晶体中原子 间距（~3A）数量级相同。可以把晶体作为天然衍射光栅，使得用X射线衍射进行晶体结 构分析成为可能。
第6页/共32页
晶体内原子按一定点阵排列得十分整齐，原子间距为几个埃，将晶体当作 光栅常数很小的三维立体光栅。
第5页/共32页
6 现代薄膜分析方法
6.2 薄膜形貌/结构 （1）X射线衍射法（X－Ray Diffraction，XRD）
光栅衍射： 光栅为一系列等宽狭缝，由物理光学可知,若光的波长与衍
射光栅宽度非常接近时, 可发生衍射的现象，得到一系列明 暗相间的条纹。 劳厄的想法： 晶体是原子按周期性排列构成的固体物质。 因原子面间距与入射X射线波长数量级相当，那么晶体可以 当作是X射线的三维衍射光栅。 在X射线一定的情况下，根据衍射的花样可以分析晶体的性 质，如点阵结构、晶胞大小和形状等。
针对不同研究对象的目的，可以选择不同的研究手段。
第1页/共32页
6 现代薄膜分析方法
6.1 概述
第2页/共32页
光学薄膜透反射率的常用测量方法
可以
可以
14
光谱分析测试系统-反射率的测量
•
•
•
•
反射率的测量不如透射率测量普及；
透明带内：R=1-T；
吸收带内：R=1-T-A；
对于吸收膜系或是对损耗敏感的激光高反射膜来
说，反射测量不可少；
15
光谱分析测试系统-反射率的困难
• 不容易找到在很宽波段范围内具有100％反射率性能长期
稳定的参考样品；
I Ix I y
偏振棱镜的测试方法
图（a）放置：
IIT
x s IyT
p
/I
T
I
(
I
TI
T
)
/I
xs
yp
11
图（b）放置：
T
(IT
IT
x P
y s)/I
Iy
Ix
T
T
T
T
T
(T
P
s)
P
s
I
对自然光透射率
1
1
T (T
T
TT)
P
• 偏振光在可见光和近红外光的差异
• 光斑位置的影响
30
光谱透射、反射特性是光学薄膜器件最
基本的光学特性，因此光谱仪也是薄膜
器件检测中最常用到的检测设备。光谱
测试分析时一定要仔细考虑样品的形状、
大小、光谱特性等对测试结果的影响。
31
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；
薄膜光学技术-6-1第六章 光学薄膜特性测试与分析
低反射率测量系统示意图 L－光源，Ｓ－测试样品，ＭＣ－单色仪，Ｄ－探测器
R=(I1/I0)R0
R I 1I0 R 0 I 1I0 R 0
参考样品的误差 △R0引起的误差
I1越大，即测试样片 的反射率越高，引入
的误差越大。 13
(2).高反射率测量 （二次反射法-消除参考反射镜反射率的影响）
I
ns cos1 n f
cos 2
r1s n0 cos0 n f cos1
n0 cos0 n f cos1
r2s n f cos1 ns cos2
n f cos1 ns cos2
n0 sin 0 n f sin 1 ns sin 2
2 n f d cos1
单色光源
反光镜1 (a)
i
（b）
双光路干涉法测量薄膜厚度原理示意图
d l
l2
测量的薄膜厚度范围： 3~2000nm，测量精度一般为 λ/10至λ/20。
28
薄膜吸收的测量 薄膜散射损耗的测量 薄膜抗激光损伤测试
29
6.3 薄膜非光学特性检测
1.薄膜附着力测试
平界面
形成化合物界面
合金扩散界面
光谱2.5~25μm
原理：应用麦克尔逊干涉仪对不同波长的光信号进行频率调制，
在频率内记录干涉强度随光程差改变的完全干涉图信号，并对
此干涉图进行傅立叶变换，得到被测光的光谱。
8
干涉图是红外光谱 B的()傅立叶变换，
I () 0 B 1 c 2 o d s 0 B d 0 B c2 o) d s(
从长波到短波的极值波长依次为λ0 、 λ1 、 λ2 、 ... λj ... λi
无色散时： λj = λ0 / j
R=(I1/I0)R0
R I 1I0 R 0 I 1I0 R 0
参考样品的误差 △R0引起的误差
I1越大，即测试样片 的反射率越高，引入
的误差越大。 13
(2).高反射率测量 （二次反射法-消除参考反射镜反射率的影响）
I
ns cos1 n f
cos 2
r1s n0 cos0 n f cos1
n0 cos0 n f cos1
r2s n f cos1 ns cos2
n f cos1 ns cos2
n0 sin 0 n f sin 1 ns sin 2
2 n f d cos1
单色光源
反光镜1 (a)
i
（b）
双光路干涉法测量薄膜厚度原理示意图
d l
l2
测量的薄膜厚度范围： 3~2000nm，测量精度一般为 λ/10至λ/20。
28
薄膜吸收的测量 薄膜散射损耗的测量 薄膜抗激光损伤测试
29
6.3 薄膜非光学特性检测
1.薄膜附着力测试
平界面
形成化合物界面
合金扩散界面
光谱2.5~25μm
原理：应用麦克尔逊干涉仪对不同波长的光信号进行频率调制，
在频率内记录干涉强度随光程差改变的完全干涉图信号，并对
此干涉图进行傅立叶变换，得到被测光的光谱。
8
干涉图是红外光谱 B的()傅立叶变换，
I () 0 B 1 c 2 o d s 0 B d 0 B c2 o) d s(
从长波到短波的极值波长依次为λ0 、 λ1 、 λ2 、 ... λj ... λi
无色散时： λj = λ0 / j
光学薄膜特性计算电子教案
CASIX
7
矢量计算方法实例
相继矢量的夹角见下表：
CASIX
8
矢量计算方法实例
图二即400nm处的矢量计算图，此波长处的反射率为0.81%
图二
CASIX
9
矢量计算方法实例
图三即520nm处的矢量计算图，此波长处的反射率为0.09%
图三
650nm处的矢量计算，大家有兴趣可自己算，
CASIX
10
导纳计算法
1 、 、 d 1 、 1 ，矩 1 21 阵 d 1 c1 ， o 中 1 对 s p 偏 的 1 振 p n 1c时 1 ， os
对s偏振时 ， 1s n1 cos1。
CASIX
19
导纳矩阵法
有了单层膜的干涉矩阵，就可以推导多层膜的干涉矩阵。
CASIX
20
导纳矩阵法
对于一个二分之一波长层，即有效光学厚
CASIX
11
导纳矩阵法
单层膜的情况，图四所示，单层膜的两个界面在数学上可 以用一个等效界面表示，膜层连同基片一起等效成为一个 新的基体，新基体的光学导纳是Y。对入射媒质和新基体 的界面应用菲涅尔公式，得出单层膜的反射系数为。
r 0 Y （1-2） 0 Y
图四 单层膜的等效界面图
CASIX
Y1232•••m 2 (当m为奇数 ) 时 2242•••s
Y1232•••s2 (当m为偶数 ) 时 2242•••m
CASIX
22太枯Biblioteka 了，大家看看鼓浪屿！CASIX
23
12
导纳矩阵法
光学导纳法的原理是借助于膜层某一侧的电、磁矢量的切 向分量来表达另一侧的电、磁矢量的切向分量的。因为界 面两侧的切向分量是连续的，所以这一方法可以对整个膜 系中各个膜层重复进行。
薄膜光学PPT课件
溶胶-凝胶法（Sol-Gel）
Sol-Gel是一种制备光学薄膜的新方法，具有工艺简单、成本低等优点。该方法制备的薄 膜具有纯度高、均匀性好等优点，可广泛应用于各种光学器件的制造。
在新能源和光电器件中的应用前景
太阳能光伏电池
光学薄膜在太阳能光伏电池中有着广泛的应用，如减反射膜、抗反射膜等。通过使用高性能的光学薄膜，可以提高光 伏电池的光电转换效率和稳定性。
散射类型
瑞利散射、米氏散射、拉 曼散射等。
散射强度
与波长、散射颗粒或分子 的尺寸、形状和折射率有 关。
光的吸收和反射
光的吸收
光波通过介质时，能量 被介质吸收转化为热能 或其他形式的能量的现
象。
吸收系数
表示介质对不同波长光 的吸收能力，与物质的
性质和浓度有关。
反射现象
光波在介质表面发生方 向改变的现象，可分为
光电探测器
在光电探测器中，光学薄膜可以起到保护、增强光信号的作用。高性能的光学薄膜可以提高探测器的响应速度、灵敏 度和稳定性。
激光器
在激光器中，光学薄膜可以起到调制激光输出、提高激光质量的作用。新型的光学薄膜材料和制备技术 可以推动激光器技术的发展，为新能源和光电器件的应用提供更广阔的前景。
THANKS
干涉仪测试的原理基于光的干涉现象，通过将待测薄膜放置在干涉仪中，与标准参 考膜片进行干涉，通过测量干涉图谱的变化来计算薄膜的光学常数。
分光光度计测试
分光光度计测试是一种通过测量 光的吸收光谱来分析物质的方法， 广泛应用于薄膜的光学性能测试。
分光光度计测试可以测量薄膜的 吸收光谱、反射光谱和透射光谱， 从而获得薄膜的折射率、反射率、
新型制备技术的探索
化学气相沉积（CVD）
Sol-Gel是一种制备光学薄膜的新方法，具有工艺简单、成本低等优点。该方法制备的薄 膜具有纯度高、均匀性好等优点，可广泛应用于各种光学器件的制造。
在新能源和光电器件中的应用前景
太阳能光伏电池
光学薄膜在太阳能光伏电池中有着广泛的应用，如减反射膜、抗反射膜等。通过使用高性能的光学薄膜，可以提高光 伏电池的光电转换效率和稳定性。
散射类型
瑞利散射、米氏散射、拉 曼散射等。
散射强度
与波长、散射颗粒或分子 的尺寸、形状和折射率有 关。
光的吸收和反射
光的吸收
光波通过介质时，能量 被介质吸收转化为热能 或其他形式的能量的现
象。
吸收系数
表示介质对不同波长光 的吸收能力，与物质的
性质和浓度有关。
反射现象
光波在介质表面发生方 向改变的现象，可分为
光电探测器
在光电探测器中，光学薄膜可以起到保护、增强光信号的作用。高性能的光学薄膜可以提高探测器的响应速度、灵敏 度和稳定性。
激光器
在激光器中，光学薄膜可以起到调制激光输出、提高激光质量的作用。新型的光学薄膜材料和制备技术 可以推动激光器技术的发展，为新能源和光电器件的应用提供更广阔的前景。
THANKS
干涉仪测试的原理基于光的干涉现象，通过将待测薄膜放置在干涉仪中，与标准参 考膜片进行干涉，通过测量干涉图谱的变化来计算薄膜的光学常数。
分光光度计测试
分光光度计测试是一种通过测量 光的吸收光谱来分析物质的方法， 广泛应用于薄膜的光学性能测试。
分光光度计测试可以测量薄膜的 吸收光谱、反射光谱和透射光谱， 从而获得薄膜的折射率、反射率、
新型制备技术的探索
化学气相沉积（CVD）
薄膜光学分析方法研究及其应用
薄膜光学分析方法研究及其应用引言：薄膜光学是光学领域中的一个重要分支，其研究对象是具有一定厚度的薄膜材料。
薄膜光学分析方法的研究和应用对于光学器件的设计、制备和性能优化具有重要意义。
本文将介绍薄膜光学分析方法的研究进展以及其在实际应用中的价值。
一、薄膜光学分析方法的研究进展1.1 薄膜光学基本原理薄膜光学的基本原理是基于光在不同介质中的传播规律，通过对光的反射、透射和吸收等过程的研究，揭示了薄膜材料的光学性质。
其中，反射率、透射率和吸收率是薄膜光学研究的重要参数。
1.2 薄膜光学分析方法的发展历程随着科技的发展，薄膜光学分析方法也在不断演进。
最早的薄膜光学分析方法是基于经验公式和经验参数进行计算，但这种方法存在一定的局限性。
后来，随着计算机技术的发展，数值模拟方法逐渐兴起，如有限元法、有限差分法等，可以更精确地模拟和计算薄膜的光学性质。
此外，还有一些实验方法，如椭偏仪、透射电子显微镜等，可以用于测量和分析薄膜的光学特性。
1.3 薄膜光学分析方法的关键技术薄膜光学分析方法的关键技术包括薄膜材料的制备技术、光学性质的测量技术以及数值模拟方法的应用等。
薄膜的制备技术包括物理气相沉积、化学气相沉积、溅射等，这些技术可以控制薄膜的成分和结构，从而影响其光学性质。
光学性质的测量技术包括透射光谱、反射光谱、椭偏光谱等，这些技术可以获取薄膜的光学参数。
数值模拟方法的应用可以通过计算机模拟薄膜的光学性质，为实验结果的解释和优化提供理论支持。
二、薄膜光学分析方法的应用2.1 光学器件设计与优化薄膜光学分析方法可以用于光学器件的设计与优化。
通过数值模拟方法，可以预测不同材料和结构的薄膜在特定波长范围内的光学性质，从而指导器件的设计和优化。
例如，在太阳能电池中，通过优化薄膜的反射、透射和吸收等特性，可以提高光电转换效率。
2.2 薄膜材料的光学性质研究薄膜光学分析方法可以用于研究不同材料的光学性质。
通过实验方法和数值模拟方法，可以测量和计算不同材料的透射光谱、反射光谱等，从而了解材料的光学特性。
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参考反射镜
位置2 Rf
I1
I
I2
薄膜样品
R
Rf 位置1
V-W型反射率测量系统原理图
I1 Rf I
I2 Rf R2I
R I2 I1
1
1
RR2 I1 I12 I2 I2
14
光谱范围：
185-3200nm
波长精度：
U-V区≤±0.2nm
NIR ≤±1.0nm
15
6.2 薄膜光学常数和厚度测量
6.2.1.光度法
11
x
I=Ix+Iy x
oI y
(a) x
I1 z
T1
oI y
oI y
(c)
I1 IxTs IyTp
T 1 I1IIxT s IyT p I
I2
z
T2 T 2I2IIxT p IyT s I
(b)
I3 z
T3
T1T2Ix IIyTpTs TpTs
T12TpTs 12T1T2
偏振分束棱镜透射率的测试步骤
10
3.透射率测量
为了保证测量精度，必须注意以下几个因素：
1.分光光度计分辨率的影响；
2. 被测样品大小和厚度的影响；
加小的孔径光阑；
参考光路中加入相同形状的空白基片； 采用积分球系统（特别是在斜入射时）
3.被测样品后表面的影响；
Tf
2T0
2T0
TT0 1
4. 偏振效应的影响
T0为空白基底的实测透射率， T是实际测得的样品的透射率。
为光程差， 为波数
当两干涉臂的光程差为零时（δ=0），有：
I(0)20Bd 此时，上式可写成： E () I 0 .5 I0 0 B co 2 s) d (
对该式进行傅立叶逆变换，就可以将其恢复成光谱图
B0Eco2s d
9
与通常的分光型光谱仪相比， 红外傅立叶变换光谱仪具有以下特点：
（1）探测的信号增大，大大提高了光谱图的信噪比。 （2）所用的光学元件少，无狭缝和光栅分光器件，因 此到达检测器的辐射强度大，信噪比大。 （3）波长（波数）精度高（±0.01cm-1），重现性 好，分辨率高。 （4）扫描速度快。傅立叶变换光谱仪动镜完成一次扫 描所需要的时间仅为几秒，可同时测量所有的波数区间。
化的光谱透射率曲线。
6
目前国际上主要分光光度计的性能参数
型号/厂家
Lambda900 PE公司
U4100 Hitachi公司
U-3501 Hitachi公司
UV365 岛津
Cary5000 美国 Varian
光谱范围 /nm 175~3300
175~2600
185~3200
190~2500
175~3300
17
2. 求d
对于无色散的透明膜层，在得到n值后，需要
知道相邻两个反射（或透射）极大（或极小）所对
应的波长λ1和λ2，则就可以由
nd = (2m+1)λ1 / 4 = [2(m+1)+1]λ2 / 4
得到：
d2nf 112 2
12
两个相邻极大（或极小）值的波长
18
3. 有色散单层膜
当测得单层膜的T- λ、或 R-λ光谱曲线上
n0
n0
nf 2 nf 2
ns ns
2Rf
n0
n0
nf 2 nf 2
ns ns
2
1 Rf nsn0
nf
1 Rf
R f 2 T 0T F 1 T 0 2 T 0T F 1 T 0
楔形，或将基底背面 磨毛、涂黑。
if ΔR=0.2% then Δnf/nf=10-2
低反射率测量系统示意图 L－光源，Ｓ－测试样品，ＭＣ－单色仪，Ｄ－探测器
R=(I1/I0)R0
R I 1I0 R 0 I 1I0 R 0
参考样品的误差 △R0引起的误差
I1越大，即测试样片 的反射率越高，引入
的误差越大。 13
(2).高反射率测量 （二次反射法-消除参考反射镜反射率的影响）
I
光学薄膜技术
Optics Thin Film and Technology
第六章 光学薄膜特性测试与分析
1
光学薄膜的类型和符号
4
6.1 薄膜透射率和反射率的测量
光谱仪 测量波段 光谱仪 测量原理
紫外-可见近红外分光光度计 红外分光光度计 单色仪型分光光度计 干涉型光谱仪
5
1.单色仪型分光光度计
I0
L
M S I0
MC D
双光路分光光度计测量透射率原理图
L－光源，Ｓ－测试样品，Ｍ－调制板，ＭＣ－单色仪，Ｄ－探测器
原理：仪器采用双光路测量，其中一束透过测试样品，叫测量
光束；另一束不透过测试样品，叫参考光束。一只探测器，交
替地对两束光接收并进行比较，获得透射率。再按照单色仪的
出射波长进行自动光谱扫描，就可直接记录出透射率随波长变
——对无吸收单层膜，由测得的T- λ、或 R-λ光谱， 推算 n、d值。
三点假设：
1）假设膜层具有均匀的折射率； 2）假设薄膜没有色散，即薄膜在各个波长下 具有相同的折射率； 3）假设薄膜在各波长点的消光系数为零。 RT1
1. 求 n：
对无吸收透明膜层，当膜层光学 厚度恰为λ0 / 4
的奇数倍时：
Rf
光谱分辨率 /nm
0.08
光度精度 （可见区）
0.00008
反射率测试 偏振测试
可以
可以
0.1
0.0003
可以
可以
0.2
0.0003
可以
可以
0.1
0.001
≤0.048nm(UV- 0.0003 Vis) ≤0.2nm(Nir)
可以
可以
7
2.干涉型光谱仪
光被分束后，一束经反射到 达动镜，另一束经透射到达 定镜。两束光分别经定镜和 动镜反射后再回到分束镜。 动镜以一恒定速度υ作直线运 动，因而经分束镜分束后的 两束光，由于动镜的运动， 形成随时间变化的光程差δ， 经分束镜会合后形成干涉， 干涉光通过样品池后被检测， 就可得到随动镜运动而变化 的干涉图谱。
光谱2.5~25μm
原理：应用麦克尔逊干涉仪对不同波长的光信号进行频率调制，
在频率内记录干涉强度随光程差改变的完全干涉图信号，并对
此干涉图进行傅立叶变换，得到被测光的光谱。
8
干涉图是红外光谱 B的()傅立叶变换，
I () 0 B 1 c 2 o d s 0 B d 0 B c2 o) d s(
T 3Ix T p T s Iy T p T s I T p T s
Tp(s) T1T2
T1T2 24T3 2
12
4.反射率测量
(1).低反射率测量
Single reflection measurement
S
Standard sample I0, Measured sample I1
L
MC D
从长波到短波的极值波长依次为λ0 、 λ1 、 λ2 、 ... λj ... λi
位置2 Rf
I1
I
I2
薄膜样品
R
Rf 位置1
V-W型反射率测量系统原理图
I1 Rf I
I2 Rf R2I
R I2 I1
1
1
RR2 I1 I12 I2 I2
14
光谱范围：
185-3200nm
波长精度：
U-V区≤±0.2nm
NIR ≤±1.0nm
15
6.2 薄膜光学常数和厚度测量
6.2.1.光度法
11
x
I=Ix+Iy x
oI y
(a) x
I1 z
T1
oI y
oI y
(c)
I1 IxTs IyTp
T 1 I1IIxT s IyT p I
I2
z
T2 T 2I2IIxT p IyT s I
(b)
I3 z
T3
T1T2Ix IIyTpTs TpTs
T12TpTs 12T1T2
偏振分束棱镜透射率的测试步骤
10
3.透射率测量
为了保证测量精度，必须注意以下几个因素：
1.分光光度计分辨率的影响；
2. 被测样品大小和厚度的影响；
加小的孔径光阑；
参考光路中加入相同形状的空白基片； 采用积分球系统（特别是在斜入射时）
3.被测样品后表面的影响；
Tf
2T0
2T0
TT0 1
4. 偏振效应的影响
T0为空白基底的实测透射率， T是实际测得的样品的透射率。
为光程差， 为波数
当两干涉臂的光程差为零时（δ=0），有：
I(0)20Bd 此时，上式可写成： E () I 0 .5 I0 0 B co 2 s) d (
对该式进行傅立叶逆变换，就可以将其恢复成光谱图
B0Eco2s d
9
与通常的分光型光谱仪相比， 红外傅立叶变换光谱仪具有以下特点：
（1）探测的信号增大，大大提高了光谱图的信噪比。 （2）所用的光学元件少，无狭缝和光栅分光器件，因 此到达检测器的辐射强度大，信噪比大。 （3）波长（波数）精度高（±0.01cm-1），重现性 好，分辨率高。 （4）扫描速度快。傅立叶变换光谱仪动镜完成一次扫 描所需要的时间仅为几秒，可同时测量所有的波数区间。
化的光谱透射率曲线。
6
目前国际上主要分光光度计的性能参数
型号/厂家
Lambda900 PE公司
U4100 Hitachi公司
U-3501 Hitachi公司
UV365 岛津
Cary5000 美国 Varian
光谱范围 /nm 175~3300
175~2600
185~3200
190~2500
175~3300
17
2. 求d
对于无色散的透明膜层，在得到n值后，需要
知道相邻两个反射（或透射）极大（或极小）所对
应的波长λ1和λ2，则就可以由
nd = (2m+1)λ1 / 4 = [2(m+1)+1]λ2 / 4
得到：
d2nf 112 2
12
两个相邻极大（或极小）值的波长
18
3. 有色散单层膜
当测得单层膜的T- λ、或 R-λ光谱曲线上
n0
n0
nf 2 nf 2
ns ns
2Rf
n0
n0
nf 2 nf 2
ns ns
2
1 Rf nsn0
nf
1 Rf
R f 2 T 0T F 1 T 0 2 T 0T F 1 T 0
楔形，或将基底背面 磨毛、涂黑。
if ΔR=0.2% then Δnf/nf=10-2
低反射率测量系统示意图 L－光源，Ｓ－测试样品，ＭＣ－单色仪，Ｄ－探测器
R=(I1/I0)R0
R I 1I0 R 0 I 1I0 R 0
参考样品的误差 △R0引起的误差
I1越大，即测试样片 的反射率越高，引入
的误差越大。 13
(2).高反射率测量 （二次反射法-消除参考反射镜反射率的影响）
I
光学薄膜技术
Optics Thin Film and Technology
第六章 光学薄膜特性测试与分析
1
光学薄膜的类型和符号
4
6.1 薄膜透射率和反射率的测量
光谱仪 测量波段 光谱仪 测量原理
紫外-可见近红外分光光度计 红外分光光度计 单色仪型分光光度计 干涉型光谱仪
5
1.单色仪型分光光度计
I0
L
M S I0
MC D
双光路分光光度计测量透射率原理图
L－光源，Ｓ－测试样品，Ｍ－调制板，ＭＣ－单色仪，Ｄ－探测器
原理：仪器采用双光路测量，其中一束透过测试样品，叫测量
光束；另一束不透过测试样品，叫参考光束。一只探测器，交
替地对两束光接收并进行比较，获得透射率。再按照单色仪的
出射波长进行自动光谱扫描，就可直接记录出透射率随波长变
——对无吸收单层膜，由测得的T- λ、或 R-λ光谱， 推算 n、d值。
三点假设：
1）假设膜层具有均匀的折射率； 2）假设薄膜没有色散，即薄膜在各个波长下 具有相同的折射率； 3）假设薄膜在各波长点的消光系数为零。 RT1
1. 求 n：
对无吸收透明膜层，当膜层光学 厚度恰为λ0 / 4
的奇数倍时：
Rf
光谱分辨率 /nm
0.08
光度精度 （可见区）
0.00008
反射率测试 偏振测试
可以
可以
0.1
0.0003
可以
可以
0.2
0.0003
可以
可以
0.1
0.001
≤0.048nm(UV- 0.0003 Vis) ≤0.2nm(Nir)
可以
可以
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2.干涉型光谱仪
光被分束后，一束经反射到 达动镜，另一束经透射到达 定镜。两束光分别经定镜和 动镜反射后再回到分束镜。 动镜以一恒定速度υ作直线运 动，因而经分束镜分束后的 两束光，由于动镜的运动， 形成随时间变化的光程差δ， 经分束镜会合后形成干涉， 干涉光通过样品池后被检测， 就可得到随动镜运动而变化 的干涉图谱。
光谱2.5~25μm
原理：应用麦克尔逊干涉仪对不同波长的光信号进行频率调制，
在频率内记录干涉强度随光程差改变的完全干涉图信号，并对
此干涉图进行傅立叶变换，得到被测光的光谱。
8
干涉图是红外光谱 B的()傅立叶变换，
I () 0 B 1 c 2 o d s 0 B d 0 B c2 o) d s(
T 3Ix T p T s Iy T p T s I T p T s
Tp(s) T1T2
T1T2 24T3 2
12
4.反射率测量
(1).低反射率测量
Single reflection measurement
S
Standard sample I0, Measured sample I1
L
MC D
从长波到短波的极值波长依次为λ0 、 λ1 、 λ2 、 ... λj ... λi