薄透明体厚度及折射率的测量

本文介绍了测量薄透明体厚度及折射率的一种方法。     

用白光条纹法测薄膜厚度

本文介绍用白光条纹法测量透明介质薄膜厚度的一种方法．     

用迈克尔逊干涉仪测薄膜厚度

在教材中,常可见到“把折射率为n的薄膜放在迈克尔逊干涉仪的一臂上,由此干涉条纹产生移动,测得共移动N条,若光源的波长为λ,求薄膜的厚度”的习题。实际上由于薄膜的引入,导致干涉条纹的移动是个突变过程,无法测出干涉条纹移动的条数N。但这并非说不能利用迈克尔逊干涉仪测量薄膜的厚度,利用迈克尔逊干涉仪不仅可以测量透明介质膜的厚度,而且还可测量金属膜的厚度,下面介绍利用迈克尔逊干涉仪测量非透明金属膜厚度的原理及方     

用迈克尔逊干涉仪测量单层薄膜的厚度和折射率

薄膜厚度的测量是薄膜科学的重要分支之一，本文讨论用迈克尔逊干涉仪观察白光等厚彩色干涉条纹方法，从而确定薄膜的厚度和折射率，该方法的优点是测量精度高，原理简单，在一次测量过程中可同时确定薄膜的厚度和折射率。     

双光源干涉法测量液态薄膜厚度

以迈克尔逊干涉仪为核心设备搭建实验系统,提出双光源光学干涉条纹的调试方案,引入基于Python的图像处理技术,分析基准图样与调节图样的重合度判断调节边界,实现薄膜厚度的精确测量。以肥皂膜为样品进行了实验,结果表明该实验方案具有良好的可操作性和可重复性,较目视估算法提升了测量精度,为无损测量液态薄膜厚度提供了解决方案,也可引入大学物理实验课程,提升学生研究创新能力。     

迈克尔逊干涉测薄膜厚度

在利用迈克尔逊干涉测量薄膜厚度的实验装置中加入了压力传感器。该设计光路可以在无需已知薄膜透射率、折射率等物理参数的情况下,测得薄膜厚度,而且基本消除了外界挤压对薄膜厚度造成的误差影响。     

真空蒸发镀膜膜厚的测量

测量镀膜厚度的方法有很多,在实验室现有的条件下,探究光学干涉方法测出镀膜厚度,其中光学干涉方法包括两种：一是根据多光束干涉的原理,利用读数显微镜测量镀膜的厚度;二是根据自光干涉的原理,利用迈克尔逊干涉仪测量镀膜的厚度。     

通过改变玻璃厚度研究白光相干性

基于迈克尔逊干涉仪,通过只在单一光路中插入或在两光路中均插入不同厚度的石英玻璃研究了白光干涉的相干性。测量玻璃的折射率以检验所购材料是否合格。     

用迈克尔逊干涉仪测量全息干板膜厚度

全息干板膜的厚度是全息干板的重要参数之一。使用迈克尔逊干涉仪和白光光源对2种全息干板膜厚度进行测量，并对测量结果误差进行分析，给出了测量误差与膜厚及折射率之间的关系以及此方法的适用范围。研究结果表明：在膜厚从8μm增至41μm的过程中，测量结果的绝对误差≤2μm且变化很小，相对误差则从14.1%降到了2.2%。随着膜厚的增加，相对误差明显降低；折射率n也参与了误差传递，其值与测量误差呈类似反比关系；当n值在1.5附近时，为保证测量的准确性，所测膜厚≥40μm。最后指出，迈克尔逊干涉仪在测量全息干板膜等较厚的薄膜时，具有测量范围大，结果较准确等优点。     

nm量级薄膜厚度测量

为了获得nm量级薄膜样品的精确厚度,采用软X射线反射率拟合方法、Bragg衍射方程方法和反射率Fourier变换方法分析了常规Cu靶X射线衍射数据及软X射线反射率数据。对厚度测量结果进行比较,3种方法得到的结果一致性很好。其中,软X射线反射率拟合和Bragg衍射方程方法精度很高,优于1 nm,Fourier变换方法精度稍低。对于单层W薄膜样品,3种方法获得厚度分别为(15.21±0.60) nm,(14.0±1.0) nm和(13.8±1.5) nm;对于双层W/C薄膜样品,W层厚度分别为(12.64±0.60) nm,(13.0±1.0) nm和(13.9±1.5) nm。这3种方法测量结果精度主要取决于反射率数据测量精度,而Fourier变换方法精度随着能量升高而提高,随着掠入射角范围增大而提高。     

薄透明体厚度及折射率的测量

介绍了测量薄透明体厚度及折射率的一种方法.     

沿膜厚方向的簿膜非均匀折射率及其色散测量

以传统的光学监控法与石英晶体振荡法为基础,在薄膜沉积过程中,同时测量膜片的透过率及膜层的厚度,以及与它们对应的控制波长,并根据三者与折射率之间的关系,由计算机反解出不同膜厚处的折射率——非均匀折射率及不同厚度、不同波长处的薄膜折射率——非均匀色散。同时给出了硫化锌薄膜在水晶石薄膜的测量实例,并进行了分析与讨论。     

确定薄膜厚度和光学常数的一种新方法

借助于不同的色散公式,运用改进的单纯形法拟合分光光度计测得的透过率光谱曲线,来获得薄膜的光学常数和厚度。用科契公式分别对电子束蒸发的TiO2和反应磁控溅射的Si3N4,以及用德鲁特公式对电子束蒸发制备的ITO薄膜进行了测试,结果表明测得的光学常数和厚度,与已知的光学常数以及台阶仪测得的结果具有很好的一致性。这种方法不仅简便,而且不需要输入任何初始值,具有全局优化的能力,对厚度较薄的薄膜也可行。采用不同的色散公式可以获得各种不同薄膜的光学常数和厚度,这在光学薄膜、微电子和微光机电系统中具有实际的应用价值。     

基于FFT的薄膜厚度干涉测量新方法

在研究二维FFT法进行干涉测试基本原理的基础上,提出一种基于二维FFT的薄膜厚度测量新方法。利用搭建的泰曼-格林型干涉系统,用CCD接收、采集卡采集,可获得被测膜层的干涉条纹图像。编制算法处理软件,可实现对干涉条纹图中薄膜边缘识别、区域延拓、滤波、波面统一等的处理,从而获得带有薄膜信息的面形分布,实现对薄膜样片厚度的自动化测量。研究结果表明：所测薄膜厚度的峰谷值为0．2562,均方根值为0．068λ,说明采用基于FFT的薄膜厚度干涉测量新方法测量薄膜厚度具有较高的精度。     

样品厚度对薄膜法X射线荧光光谱测量的影响研究

分别以富集有Cr,Pb和Cd三种元素的尼龙薄膜样品及玻璃纤维滤膜为研究对象,采用滤膜叠加的方式,通过XRF光谱仪测量不同样品厚度下薄膜样品的XRF光谱,根据测得的尼龙薄膜样品中Cr,Pb,Cd元素及玻璃纤维滤膜中Ca,As和Sr元素特征XRF性质的变化,研究样品厚度对薄膜法XRF光谱测量的影响。结果表明：薄膜样品厚度对不同能量区间上元素特征谱线荧光性质的影响并不相同。元素特征谱线能量越大,元素特征X射线荧光穿透滤膜到达探测器的过程中损失越少;但由薄膜样品厚度增加引起的基体效应却越强,相应特征谱线位置处的背景荧光强度就越大,因此样品厚度增加所引起的基体效应对薄膜法XRF光谱测量的灵敏度影响就越大。对于特征谱线能量较低(能量小于7 keV)的元素,以增加薄膜样品厚度的方式来增加待测组分的质量厚度浓度,并不能有效地提高薄膜法XRF光谱测量的灵敏度;对于特征谱线能量较高的元素(能量＞7 keV),可以通过适当增加样品厚度以增加被测组分的质量厚度浓度的方式来提高XRF光谱测量的灵敏度,薄膜样品厚度在0.96～2.24 mm内,更有利于XRF光谱的测量与分析。该研究为大气及水体重金属薄膜法XRF光谱分析中薄样制备及富集技术提供了重要的理论依据。