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科普:椭偏仪如何工作?
来源: 时间:2024-06-27 09:47:53 浏览:2278次

科普:椭偏仪如何工作?

 

椭偏仪(Ellipsometer)是一种光学测量仪器,主要用于测量材料的光学参数,如折射率、厚度、粗糙度等。

工作原理:

它的工作原理基于光的椭偏效应,即当光线通过介质时,由于介质对不同偏振方向的折射率不同,导致光线的偏振状态发生改变;椭偏仪通过测量入射光和透射光的偏振状态,从而得到有关材料性质的信息。

组成:

椭偏仪的基本构成部分包括光源、样品室、光学系统、检测器等。

光源通常采用激光器,因为激光具有单色性好、相干性高等特点,有利于提高测量精度;样品室用于放置待测样品;光学系统包括分束器、偏振片、补偿器等,用于控制和调整光路;检测器则用于检测透射光的偏振状态,常用的有光电探测器、硅光电池等。

工作过程:

椭偏仪的工作过程如下:

1. 光源发出的激光经过分束器分为两束,一束作为入射光,另一束作为参考光;入射光穿过样品,参考光则直接透过参考片。

2. 入射光和参考光分别经过偏振片,只有与偏振片方向一致的光才能通过;这样,入射光和参考光的偏振状态就得到了限制。

3. 经过偏振片后的入射光和参考光分别到达补偿器;补偿器的目的是消除光源自身的偏振效应,确保入射光和参考光的偏振状态一致。

4. 补偿后的入射光和参考光分别穿过样品和参考片,此时,两束光分别发生椭偏效应。

5. 穿过样品和参考片后的两束光再次经过偏振片,此时,偏振片对两束光的偏振状态进行了筛选,只有满足偏振片方向的透射光才能通过。

6. 最后,透射光分别到达检测器,检测器将透射光的强度转化为电信号,经处理后得到椭偏角等参数。

通过上述过程,椭偏仪可以得到样品的光学参数;具体而言,椭偏角与样品的折射率、厚度等因素有关;通过分析椭偏角,可以得到样品的折射率、厚度、粗糙度等参数;此外,椭偏仪还可以用于测量样品的相位、双折射等光学性质。

应用领域:

椭偏仪在科研、工业等领域具有广泛的应用。

在材料科学研究中,椭偏仪可以用于研究新型材料的光学性质,为材料设计和应用提供依据。

在半导体制造过程中,椭偏仪可用于监测薄膜厚度,确保生产过程的精度。

在生物医学领域,椭偏仪可用于检测生物组织的折射率,为疾病诊断提供信息。

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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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