使用二种方法测量透明薄膜的折射率123.doc

使用两种方法计算透明薄膜的折射率 徐浩 （巢湖学院 物理与电子科学系 安徽 巢湖 238000） 摘要：采用简易的椭圆偏振仪，利用传统的消光法测量椭圆偏参数，通过利用椭圆偏振光和线偏振光的变化以及偏振光的反射、折射，由菲涅尔公式推导，进而测得薄膜的厚度和折射率。做出具体的计算机作图程序便于查找计算，并分析现有方法的缺陷，改进测量薄膜厚度的方法。对于透明导电薄膜，利用分光光度计测量了其透射光谱，通过计算拟合透明导电薄膜的折射率，其在可见一近红外线区域近似为1.50，并对各种金属掺杂对薄膜折射率的影响进行了讨论，然后又根据实验数据对各种金属掺杂对薄膜的光学带隙的影响也进行了讨论。 关键词：椭圆偏振光; 菲涅耳公式; 起偏; 检偏; 透射光谱; 光学性能 Use two kinds of method to calculate the refractive index of transparent Xu Hao (Department of Physics and Electronics, ChaoHu College, AnHui ChaoHu 238000) Abstract: To measure the films thickness and refractive index with simple elliptic polarization instrument through traditional extinction method for measuring the elliptic partial parameters and through the use of the change of ellipses polarized light and line of polarized light reflex by refracting of Fresnel formula. Making a material computer drawing program for calculated easer, and analyzing the bugs of existing instruments, and improve the method to measure the films thickness. For transparent conductive film, measure its projectile spectrum by spectrophotometer. By fitting transparent conductive film in the refractive index, which is a near infrared regional approximate annealing treatment for 1.90, and the results are analyzed and discussed, and then discuss the influence to the optical band gap of diversified metal adulteration according the data of experimentation. Keyword: elliptically polarized light; Fresnel formula up vibrator inspection vibrator transmission spectrum; optical property 引言： 当前一些薄膜被广泛地应用于各技术领域中。因此,精确地测量薄膜各项参数是一种重要的物理测量技术。其中,椭圆偏振法这种测量方法,是通过光波反射时偏振状态变化进行的;它能测很薄的膜厚(可达20A以下),测量精度很高(理论上误差可小于±10A),测量的薄膜的折射率也很精确，在各种已有的测膜厚方法中,它是测量精度最高的一种。本论文在对椭圆偏振测量的基本原理进行了简单介绍和推导后，具体实验得出数据结论并加以分析拟合。透射光谱法方法具有测试简单、操作方便、测试范围广及精度高等诸多优点。然而制约该方法应用的瓶颈仍然是很难根据所测的光学量来直接求解薄膜的参数和令人头疼的解的多值性问题。本论文就透射光谱法测量薄膜的参数进行了系统地研究。用极其简单的形式给出了经电磁理论严格推导出来的透射率公式，该公式包含了影响透射光谱的大部分薄膜和基底的参数。 一 椭偏法测薄膜折射率 对于厚度在纳米级（约为10-9米）的薄膜，其折射率和厚度的精确测量。椭偏法有着很高的精确度（比一般的干涉法高一至二个数量级）和灵敏度，它的误差范围低于纳米级。但是因为数学上的困难，直到上个世纪五六十年代计算机出现以后椭偏法才真正