椭圆偏振光法测定介质薄膜的厚度和折射率Pb04210109仲海兵0406实验目的：1.了解椭偏仪测量薄膜参数的原理。2.初步掌握反射型椭偏仪的使用方法。实验原理：设介质层折射率分别为n1、n2、n3,φ1为入射角,在界面1和界面2处会产生反射光和折射光的多光束干涉,如图(1-1)：介质n1界面1薄膜n2衬底n3界面2图1-1用2表示相邻两分波的相位差,其中=,用r1p、r1s表示光线的p分量、s分量在界面1的反射系数,用r2p、r2s表示光线的p分量、s分量在界面2的反射系数。由多光束干涉的复振幅计算可知：(1)（2）其中Eip和Eis分别代表入射光波电矢量的p分量和s分量，Erp和Ers分别代表反射光波电矢量的p分量和s分量。现将上述Eip、Eis、Erp、Ers四个量写成一个量G，即：=·(3)定义G为反射系数比，可用和表示它的模和幅角。根据菲涅耳公式和折射公式知:G是变量n1、n2、n3、d、、的函数(、可用表示)，即,，称和为椭偏参数,上述方程表示两个等式方程：[]的实数部分=[]的实数部分[]的虚数部分=[]的虚数部分若能从实验测出和,原则上可以解出n2和d(n1、n3、、已知),根据公式(4)~(9),推导出和与r1p、r1s、r2p、r2s、和δ的关系：]1/2(10)(11)这就是椭偏仪测量薄膜的基本原理。若d已知,n2为复数,也可求出n2的实部和虚部。用复数形式表示入射光和反射光：，，，…(12)由式(3)和(12)，得：G==(13)其中,=(14)这时需测四个量，即分别测入射光中的两分量振幅比和相位差及反射光中的两分量振幅比和相位差，如设法使入射光为等幅椭偏光，，则；对于相位角，有：(15)因为入射光连续可调，调整仪器，使反射光成为线偏光，即=0或（），则或，可见只与反射光的p波和s波的相位差有关，可从起偏器的方位角算出.对于特定的膜,是定值,只要改变入射光两分量的相位差,肯定会找到特定值使反射光成线偏光，=0（或）。实验内容：1.按调分光计的方法调整好主机.2.水平度盘的调整.3.光路调整.4.检偏器读数头位置的调整和固定.5.起偏器读数头位置的调整与固定.6.波片零位的调整.7.将样品放在载物台中央,旋转载物台使达到预定的入射角70即望远镜转过40,并使反射光在白屏上形成一亮点.8.为了尽量减小系统误差,采用四点测量.9.将相关数据输入“椭偏仪数据处理程序”，经过范围确定后，可以利用逐次逼近法，求出与之对应的d和n;由于仪器本身的精度的限制，可将d的误差控制在1埃左右，n的误差控制在0.01左右.实验处理：实验数据：波片置+45波片置-45oA1P1A2P2104.1o107.5o86.9o12.6o经计算机程序算得：厚度为：117n...
