橢圓偏振光譜法測量單晶硅的光學(xué)常數(shù)紹興文理學(xué)院數(shù)理信息學(xué)院實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆諜E偏光測量薄膜的厚度和折射率的原理學(xué)會使用橢圓偏振光和分析單晶硅的折射率、消光系數(shù)與波長的關(guān)系實(shí)驗(yàn)原理光是一種電磁波，全面描述光波，除了波長、頻率和傳播方向外，還需要用振幅、相位和偏振方向。偏振方向分為x方向和y方向兩個分量。自然光光線偏振光偏振光橢圓偏振光在一光學(xué)材料上鍍各向同性的單層介質(zhì)膜后，光線的反射和折射在一般情況下會同時存在的。通常,設(shè)介質(zhì)層為n1n2n3,φ1為入射角,φ2和φ3是在膜和襯底中的折射角,那么在1、2介質(zhì)交界面和2、3介質(zhì)交界面會產(chǎn)生反射光和折射光的多光束干涉根據(jù)多束光干涉公式，可求出總反射系數(shù)Rp和Rs其中，式中的λ是光在真空中的波長，d是膜厚。(1)(3)(2)(4)菲涅耳反射公式(5)(6)(8)(7)在橢偏光法中。一般采用ψ和Δ來描述反射時光偏振狀態(tài)的變化，定義如下，

其中A和β分別為振幅和位相，下標(biāo)r和i分別表示反射光和入射光。tanΨ是相對振幅衰減，Δ則是相位移動之差。(9)(10)(11)（1）-（9）式給出了偏振狀態(tài)變化（Ψ,Δ）與膜的厚度d和折射率n的關(guān)系，這一系列方程可用計(jì)算機(jī)求解，得到（Ψ,Δ）~（d，n）數(shù)值表或曲線圖。因此直接由實(shí)驗(yàn)結(jié)果求得Ψ、Δ、后，查表或圖便可得到n和d。消光，不存在多束干涉效應(yīng)，反射光中的p波和s波的振幅和位相將發(fā)生變化，根據(jù)（9）式，若入射角為Φ，膜的折射率n則為(12)(13)這樣，只要測出某一波長的Ψ和Δ，就可算出相應(yīng)波長下的n和k值。值得注意的是，運(yùn)用公式（12）、（13）計(jì)算n和k時，膜必須足夠的厚方比較準(zhǔn)確。由n和k儀器結(jié)構(gòu)及工作原理?波片光學(xué)性質(zhì)隨方向而異的某些晶體（如方解石等），當(dāng)光線進(jìn)入晶體后，一束入射光可以有兩束折射光，其中一束折射光的方向遵從折射定律，叫做尋常光線（或O光），另一束折射光的方向，不遵從折射定律，其傳播速度隨入射光的方向變化，且在一般情況下，這束折射光不在入射面內(nèi)，叫做非尋常光線（或e光）雙折射若晶片的厚度d使o光和e光產(chǎn)生π/2的相位差，即基本原理EX2橢偏儀采用消光法獲得橢偏角（Ψ,Δ），基本原理為：（1）測量消光角：波片C的方位角固定，不斷調(diào)整起偏器P和檢偏器A的方位角，使得經(jīng)樣品反射后的偏振光成為線偏振光，其偏振方向與檢偏器A的透光軸垂直，此時檢測器D上得到的光強(qiáng)達(dá)到最小，即消光。在一個周期內(nèi)（0-180o），存在兩對消光角（P01,A01）和（P02,A02）；設(shè)P01≤P02，則P02-P01=90o,A01+A02=180o.實(shí)際測量中采用在兩對消光角下得到的橢偏角Ψ和Δ值的平均，可以有效地消除系統(tǒng)誤差。（2）利用消光角與橢偏角（Ψ,Δ）之間的數(shù)學(xué)關(guān)系，就可以計(jì)算得到橢偏角