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    椭偏仪的工作原理以及在工业中的应用是什么?
    来源:测试GO 时间:2022-10-12 11:54:53 浏览:2133次

    椭偏仪有着测量精度高、快速多次测量且长期可靠性的优点,常常被用来检测化学材料微观结构、超薄膜厚度等实验。科研人员发现椭偏仪可以和很多技术并用,比如:原子力显微镜拉曼光谱仪等。这使椭偏仪被广泛地运用在研究材料、生物以及医药制造等领域中。

     

    椭偏仪实验仪器展示 

     

    椭偏仪的工作原理:

    入射光束(线偏振光)的电场可以在两个垂直平面上分解为矢量元。P平面包含入射光和出射光,s平面则是与这个平面垂直。类似的,反射光或透射光是典型的椭圆偏振光,因此仪器被称为椭偏仪。在物理学上,偏振态的变化可以用复数ρ来表示:其中ψ和∆分别描述反射光p波与s波振幅衰减比和相位差。P平面和s平面上的Fresnel反射系数分别用复函数rprs来表示。rprs的数学表达式可以用Maxwell方程在不同材料边界上的电磁辐射推到得到。

    其中ϕ0是入射角,ϕ1是折射角。入射角为入射光束和待研究表面法线的夹角。通常椭偏仪的入射角范围是45°到90°。这样在探测材料属性时可以提供最佳的灵敏度。每层介质的折射率可以用下面的复函数表示。

    通常n称为折射率,k称为消光系数。这两个系数用来描述入射光如何与材料相互作用。它们被称为光学常数。实际上,尽管这个值是随着波长、温度等参数变化而变化的。当待测样品周围介质是空气或真空的时候,N0的值通常取1.000

    通常椭偏仪测量作为波长和入射角函数的ρ的值(经常以ψ和∆或相关的量表示)。一次测量完成以后,所得的数据用来分析得到光学常数,膜层厚度,以及其他感兴趣的参数值。


    椭偏仪在各工业的应用:

    1、可用于实验室研究,教学,在线制程监控,工业品质控制等应用。
    2、半导体行业:硅的氧化物和氮化物,高和低k介质、多晶和非晶硅薄膜,光刻胶。
    3、光学涂覆工业:高、低折射率薄膜如SiO2TiO2Ta2O5MgF2,等。
    4、显示行业:导电层(如ITO),非晶硅薄膜、有机薄膜(OLED技术)。
    5、数据存储产业:类金刚石薄膜。
    6R&D 工序:薄膜沉积的原位表征(速率和光学常数)对应工艺条件的变化值,适用于MBEMOCVDALD、溅射等。
    7、化学和生物:亚-单层材料吸附液体中的细胞实验检测。
    8、工业:在线监测和控制薄膜的厚度。


     

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    12条评论
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    全部 3小时前 四川
    文字是人类用符号记录表达信息以传之久远的方式和工具。现代文字大多是记录语言的工具。人类往往先有口头的语言后产生书面文字,很多小语种,有语言但没有文字。文字的不同体现了国家和民族的书面表达的方式和思维不同。文字使人类进入有历史记录的文明社会。
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