椭圆偏振仪测量薄膜厚度和折射率演示课件
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椭圆偏振仪 测量薄膜厚度和折射率
1
实验目的
（1） 了解椭圆偏振法测量薄膜参数的 基本原理；
（2）掌握椭圆偏振仪的使用方法，会 利用椭偏仪对薄膜厚度和折射率进 行测量．
2
实验仪器
半导体激光器 椭圆偏振仪 数字检流计
3
利用椭偏仪测量优点
精度高 较灵敏 非破坏性
4
实验原理装置
5
实验原理
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
10
简化目的
ta n Erp/Ers 恰好是反射光p和s的幅值比,通过 检偏器角度A可求;
(ipis)0() 为光经过膜位相的改变,可通 过起偏器的角度P求得
11
简化条件的实现
起偏器加上1/4波片即可得到等幅椭圆偏振光; 调节起偏器的角度就可以使入射光的位相差连
续可调.
12
仪器校准
•自准法调光路水平和共轴 •利用布儒斯特角调节检偏器 •利用检偏器和起偏器的关系调节起偏器 •确定1/4波片
一束自然光经偏振器变成偏振光,再经过1/4波 片使它变成椭圆偏振光入射在待测膜上;
反射时,光的偏振状态发生变化;
通过检测这种变化,便可推算出待测膜面的膜 厚度和折射率.
6
多光反射示意图
p s
d
n1 n2 n3
7
理论推导
总反射系数
Rp Erp/Eip
Rs Ers/Eis
引入两个物理量
ta n•Rp/Rs
13
实验操作
将1/4波片快轴转到+450位置 仔细调节检偏器A和起偏器பைடு நூலகம்，使目镜内的亮点最暗，
即检流计值最小。计下A、P的刻度值，测得两组消 光位置数值 将1/4波片快轴转到-450位置 重复2的工作。
其中：A分别取大于900和小于900 两种情况。
14
测试结果点
15
16
17
18
19
和 称为椭圆偏参量(椭圆偏角)
8
和的物理意义
光的复数形式 EEexpi() 反射前后p和s分量的振幅比 ta nErpEis/ErsEip
反射前后p和s分量的位相差 (rp r)s(ipis )
9
问题的简化
入射光为等幅椭圆偏振光 Eis / Eip 1
反射光为线性偏振光 rprs0()
1
实验目的
（1） 了解椭圆偏振法测量薄膜参数的 基本原理；
（2）掌握椭圆偏振仪的使用方法，会 利用椭偏仪对薄膜厚度和折射率进 行测量．
2
实验仪器
半导体激光器 椭圆偏振仪 数字检流计
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利用椭偏仪测量优点
精度高 较灵敏 非破坏性
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实验原理装置
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实验原理
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简化目的
ta n Erp/Ers 恰好是反射光p和s的幅值比,通过 检偏器角度A可求;
(ipis)0() 为光经过膜位相的改变,可通 过起偏器的角度P求得
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简化条件的实现
起偏器加上1/4波片即可得到等幅椭圆偏振光; 调节起偏器的角度就可以使入射光的位相差连
续可调.
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仪器校准
•自准法调光路水平和共轴 •利用布儒斯特角调节检偏器 •利用检偏器和起偏器的关系调节起偏器 •确定1/4波片
一束自然光经偏振器变成偏振光,再经过1/4波 片使它变成椭圆偏振光入射在待测膜上;
反射时,光的偏振状态发生变化;
通过检测这种变化,便可推算出待测膜面的膜 厚度和折射率.
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多光反射示意图
p s
d
n1 n2 n3
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理论推导
总反射系数
Rp Erp/Eip
Rs Ers/Eis
引入两个物理量
ta n•Rp/Rs
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实验操作
将1/4波片快轴转到+450位置 仔细调节检偏器A和起偏器பைடு நூலகம்，使目镜内的亮点最暗，
即检流计值最小。计下A、P的刻度值，测得两组消 光位置数值 将1/4波片快轴转到-450位置 重复2的工作。
其中：A分别取大于900和小于900 两种情况。
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测试结果点
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和 称为椭圆偏参量(椭圆偏角)
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和的物理意义
光的复数形式 EEexpi() 反射前后p和s分量的振幅比 ta nErpEis/ErsEip
反射前后p和s分量的位相差 (rp r)s(ipis )
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问题的简化
入射光为等幅椭圆偏振光 Eis / Eip 1
反射光为线性偏振光 rprs0()