椭偏光谱

摘要： 采用双洛伦兹模型和有效介质近似(Efficient Medium Approximation,EMA)色散模型对退火的Mn_(1.95)Co_(0.77)Ni_(0.28)O_(4)薄膜在近红外和中红外波段的椭偏数据进行了拟合。通过比较直流电压下测试的电导率与低频下计算的电导率(ω→0)发现,A谐振子主要产生传导电流,B谐振子主要产生位移电流。对于Mn_(1.95)Co_(0.77)Ni_(0.28)O_(4)薄膜,随着退火温度的升高,晶格共振吸收逐渐被电子共振吸收所取代。退火样品的折射率n和消光系数k均由退火过程决定。

摘要： 通过控制氧气与氮气流量比,使用反应磁控溅射技术在抛光硅片表面制备TiAlON涂层.利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、光谱椭偏仪(SE)分析氧氮比对涂层的微观结构与光学性能的影响.结果表明,TiAlON涂层具有与TiAlN涂层相同的面心立方结构(NaCl型).随着溅射氧气分压的升高,涂层的柱状晶结构变得模糊.通过控制涂层的成分,TiAlON涂层的光学性质可由类金属特性向半导体特性以及陶瓷特性转变,说明TiAlON涂层具有可控的光学常数,可作为太阳能光谱选择性吸收涂层的候选材料.

摘要： 用激光脉冲沉积(PLD)方法,以MgA12O4(001)为衬底制备了过渡金属氧化物LiTi2O4薄膜.采用X射线衍射(XRD)对所制备材料进行结构测试,结果表明,材料具有立方尖晶石单相结构,结晶性能良好.应用拉曼光谱和光谱椭偏仪(SE)分别研究了材料在常温下的拉曼活性声子特性和可见-近红外波段的折射率和消光系数.应用第一性原理计算了LiTi2O4材料的能带结构和态密度,结果表明理论计算结果和实验测试结果具有很好的一致性,能带计算结果能够很好的解释薄膜的光学常数.%Transition-metal oxides LiTi2O4 thin film was epitaxially grown on MgAl2O4 (001) substrate by pulsed-laser deposition.The X-ray diffraction indicates that the film was successfully grown with high quality and single cubic spinel phase.The Raman-active phonons were studied by Raman spectroscopy.Using spectroscopic ellipsometry,we also determined the refractive index and extinction coefficient of the film in visible-near-infrared region.Band structure and density of states (DOS) of LiTi2O4 were carried out by first-principles calculations.The theoretical calculations are consistent with the experimental results,and the optical constants is well identified by the theoretical band structure.

摘要： 在研究生的椭偏光谱实验课中,本文站在学生的角度精心设计教学内容,采用理论结合实际的讲授方式,从仪器的注意事项、操作步骤、数据处理三方面深入讨论,使研究生更好地利用椭偏谱仪为科学研究提供有力的数据支持,并掌握一项科研仪器的使用技能.

摘要： 实验研究了大气环境下纯铁薄片样品在1 070 nm连续激光辐照下的耦合特性变化规律,并通过控制激光辐照时间获得了不同反射率和氧化状态的纯铁氧化层样品.利用椭偏光谱法研究了不同氧化状态纯铁氧化层在1 070 nm处的折射率和消光系数,基于椭偏反演结果和氧化层的微观形貌,提出了激光辐照下初期生成的α-Fe2 O3氧化层等效折射率随膜厚变化的分段表征,并进一步修正了计算金属氧化层激光反射率的多光束干涉模型.利用修正后的模型计算了纯铁在激光辐照过程中的反射率变化规律,与实验结果吻合较好.

摘要： 采用射频磁控溅射技术在Si(111)基片上制备金属锰膜,用椭圆偏振光谱在2.0～4.0 eV光子能量范围内研究了溅射压强对锰膜光学性质的影响.分别用德鲁得-洛伦兹模型以及有效介质模型对椭偏参数进行拟合,结果表明随压强增大薄膜致密度先增大后减少;折射率随压强增大先减少后增大;而消光系数随压强的变化与光子能量有关,在低能量区变化复杂,高能量区随压强增加与折射率规律一致.分析表明上述变化与薄膜的致密度密切相关.

摘要： 利用溶剂蒸汽辅助旋涂和辅助退火(SVA)工艺制备了PVP栅绝缘膜,并研究了SVA过程中溶剂蒸汽压对PVP膜特性的影响。根据椭偏光谱的柯西模型和有效介质近似(EMA)模型,对椭偏谱参数拟合分析得到了PVP膜光学参数与其微结构的关系。拟合结果表明,随着蒸汽压的增大,PVP膜总厚度(均小于30nm)和粗糙层厚度均降低,膜致密性得到改善。由这种膜构成的MIS结构的J-V特性测试结果显示,当蒸汽压由0.21增加至0.82时,在电场为5 MV/cm的条件下,其漏电流密度由1.04×10-6 A/cm2降至1.42×10-7 A/cm2。而且在蒸汽压为0.82时可得到膜厚仅约为20nm、单位面积电容达到145nF/cm2的超薄PVP膜。

摘要： 在不同的衬底温度下，使用反应射频磁控溅射法，在玻璃衬底上制备了氮化锌薄膜样品.用X 射线衍射仪、原子力显微镜和椭偏仪对薄膜的晶体结构、表面形貌、光学性质进行了表征分析.薄膜的晶粒尺寸会随着衬底温度的升高先增大后减小，在200C时薄膜的结晶性最好.用椭偏仪测试样品，建立物理模型计算出氮化锌薄膜在430-850 nm范围内的折射率和消光系数等光学参数.利用Tauc公式计算出氮化锌薄膜的光学带隙在1.73-1.79 eV之间.%Zinc nitride (Zn3N2) thin films were deposited on glass substrates by reactive radio-frequency magnetron sputtering from a pure Zn target in nitrogen-argon ambient. X-ray diffraction analysis indicates that the films just after the deposition are polycrystalline with a preferred orientation of (400). With increasing substrate temperature, the grain size in zinc nitride film increases from 26.5 nm (100 C) to 33.6 nm (200 C), and then decreases to 17.8 nm (300 C). Atomic force microscopy reveals that the film surface morphology is dependent on the substrate temperature. With reflective spectroscopic ellipsometry, the ellipsometric parameters ψ and ∆ of Zn3N2 films are measured. Then, a new model for Zn3N2 films is built. With the Tauc-Lorentz dispersion formula, the ellipsometric data are fitted, and both the thickness and optical constants (refractive index and extinction coefficient) of the films are obtained at a wavelength of 430—850 nm. The optical band gap is calculated from the extinction coefficient by using the Tauc formula, and a direct band gap of 1.73—1.79 eV is obtained.

摘要： Subsurface damage (SSD) of optical material is a focal point of research in laser optical field. The existence of SSD of substrates would change the properties of thin film, and the influence of the surface damage in substrates is essential to ansider during the design, manufacture of high precision low loss laser antireflection coating. Physical properties of SSD were studied. And the physical thickness and refractive index gradient of SSD could be retrieved by the spectroscopic ellipsometry of substrate surface. Then the effect of them on reflection spectrum of antireflection coating was obtained by calculation. The depth of SSD affects the reflection spectrum periodically. At last, with depth and gradient of SSD taken into account, the design of laser antireflection coating was revised theoretically, and the numerical experiment shows that the design is possible to realize zero-reflection at 633 nm.%光学材料的亚表面损伤层( SSD )是激光光学领域内的研究热点之一。亚表面损伤层的存在将导致其表面薄膜特性发生变化，尤其是在高精度低损耗激光薄膜的设计与制造中亚表面损伤层必须给予考虑。文中研究了亚表面损伤层的物理特性，并借助于椭圆偏振仪测量基底表面的椭偏光谱，反演计算出SSD的物理厚度和折射率梯度。通过计算得到了亚表面的深度和梯度对激光减反膜反射率光谱的影响，证明了亚表面深度对反射率的影响具有周期效应。在考虑亚表面损伤层的深度和梯度存在的基础上，对激光减反膜的设计进行了理论修正，数值实验结果证明通过膜系的修正可以实现633 nm处的零反射。

摘要： Thin thermistor films of Mn1.56 Co(0.96-x)Ni0.48CuxO4 with spinel structure were prepared on amorphous A12O3 substrate by chemical solution deposition method at a temperature of 750 °C in air, which is much lower than the traditional sintered temperature of 1100 °C. The X-ray diffraction indicates that with the increase copper content, the preferred direction of crystalline is different under the same growth condition, but these films keep spinel structure well with increased crystallinity. The calculation of the grain size for all films have been performed by using the Scherrer' s equation, and we found that the grain size increased with the increase of the content of Cu. Scanning electron microscope (SEM) analysis showed that their surfaces were smooth and dense, free from cracks. The values of characteristic temperature T0, activation energy E and NTC(Negative Temperature Coefficient) α(295K) for Mn1.56Co(0.96-x)Cux04 films were obtained from their electrical properties. The result revealed that a lower Cu component corresponded to a higher value of a. Increasing Cu constituent,α decreased from -4. 12% to -3. 29%. The extinction coefficients of this films were determined by spectroscopic ellipsometry(SE) and their extinction coefficient peaks were identified. Key words; X-ray diffraction; scanning electron microscope (SEM) characteristic temperature T0; activation energy E; spectroscopic ellipsometry(SE); extinction coefficient%用化学溶液沉积法,以Al2O3为衬底在750°C温度下制备了锰钴镍铜Mn1.56 Co(0.96_x) Ni0.48 CuxO4系列薄膜.制备温度低于传统烧结工艺需要的温度(1100°C).采用X射线衍射(XRD)对所制备材料的结晶性能进行测量.结果表明,在一定范围内随着铜组分的增加,材料的择优取向发生变化,结晶性能提高且保持立方尖晶石单相结构.根据Scherrer方程和XRD数据计算薄膜的晶粒尺寸,Cu含量的增加导致薄膜晶粒尺寸增大.扫描电镜(SEM)图验证了制备的薄膜材料均匀致密,无裂痕.测量材料的变温I-V特性,计算材料在295 K下负温度电阻系数α及其活化能和特征温度,当Cu含量低时材料的α值较大,随着Cu组分的增加,α由-4.12％下降到-3.29％.利用椭偏光谱仪(SE),拟合材料在近紫外-可见-近红外波段的消光系数,并初步指认消光系数峰.

摘要： 用溶胶-凝胶法成功地制备出了退火温度分别为500、600、700、800、900°C的铌酸锶钡(SBN)薄膜;对制备出SBN薄膜分别进行了椭偏光谱测量研究,得到了不同退火SBN薄膜椭偏光谱参数曲线;并对测得的椭偏光谱进行了数值反演计算,得到了不同退火温度的SBN薄膜的光学常数谱.结果发现SBN薄膜的折射率和消光系数都随着退火温度的增高而增大.

摘要： 采用磁控溅射方法,在不同的溅射气压(Ar气0.5～3.0Pa)条件下沉积纯金属Fe到Si(100)衬底上,通过真空退火炉在800°C对样品进行保温2h,直接形成了正交的β-FeSi2薄膜,利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、椭偏光谱仪,对不同溅射气压下合成的β-FeSi2薄膜的结晶特性、表面形貌及光学性能进行表征,研究了不同溅射气压对制备β-FeSi2薄膜的影响。结果表明：在1.5Pa时能形成较好的β-FeSi2薄膜,临界溅射气压在2.0Pa附近,当溅射气压低与临界值时,β-FeSi2薄膜的成核密度较高,且成核密度随溅射气压的增大而降低；当溅射气压超过临界值以后,β-FeSi2薄膜的成核密度基本不变；薄膜的折射率n随压强的增大而增大,消光系数k随压强的增大而减小。

摘要： 用溶胶—凝胶法成功地制备出了退火温度分别为500,600,700,800,900°C的SrBaNbO(SBN:61)薄膜;对制备出SBN:61薄膜分别进行了椭偏光谱测量研究,得到了不同退火SBN:61薄膜椭偏光谱参数曲线;并对测得的椭偏光谱进行了数值反演计算,得到了不同退火温度的SBN:61薄膜的光学常数谱;结果发现SBN:61薄膜的折射率随着退火温度的增高而增大,消光系数随退火温度的增高而减少,薄膜的吸收边向低能方向移动.

摘要： 利用直流磁控溅射制备了TbFeCo/Si薄膜,采用可变入射角全自动椭圆偏振光谱仪,测量了用磁控溅射法制备的TbFeCo/Si薄膜的光学常数,测量能量范围为1.5～4.5eV.分析了不同氩气压强对磁控溅射制备的TbFeCo/Si磁光薄膜的光学常数的影响。实验结果表明,在低能区域,样品的所有光学常数均随压强增加而增加,受制备工艺影响较大。但在高能区域,光学常数随压强的变化相对说来不再明显。

摘要： 利用直流磁控溅射制备了TbFeCo/Si薄膜,采用可变入射角全自动椭圆偏振光谱仪,测量了用磁控溅射法制备的TbFeCo/Si薄膜的光学常数,测量能量范围为1.5～4.5eV.分析了不同氩气压强对磁控溅射制备的TbFeCo/Si磁光薄膜的光学常数的影响。实验结果表明,在低能区域,样品的所有光学常数均随压强增加而增加,受制备工艺影响较大。但在高能区域,光学常数随压强的变化相对说来不再明显。

摘要： 利用直流磁控溅射制备了TbFeCo/Si薄膜,采用可变入射角全自动椭圆偏振光谱仪,测量了用磁控溅射法制备的TbFeCo/Si薄膜的光学常数,测量能量范围为1.5～4.5eV.分析了不同氩气压强对磁控溅射制备的TbFeCo/Si磁光薄膜的光学常数的影响。实验结果表明,在低能区域,样品的所有光学常数均随压强增加而增加,受制备工艺影响较大。但在高能区域,光学常数随压强的变化相对说来不再明显。

摘要： 利用直流磁控溅射制备了TbFeCo/Si薄膜,采用可变入射角全自动椭圆偏振光谱仪,测量了用磁控溅射法制备的TbFeCo/Si薄膜的光学常数,测量能量范围为1.5～4.5eV.分析了不同氩气压强对磁控溅射制备的TbFeCo/Si磁光薄膜的光学常数的影响。实验结果表明,在低能区域,样品的所有光学常数均随压强增加而增加,受制备工艺影响较大。但在高能区域,光学常数随压强的变化相对说来不再明显。

摘要： 利用直流磁控溅射制备了TbFeCo/Si薄膜,采用可变入射角全自动椭圆偏振光谱仪,测量了用磁控溅射法制备的TbFeCo/Si薄膜的光学常数,测量能量范围为1.5～4.5eV.分析了不同氩气压强对磁控溅射制备的TbFeCo/Si磁光薄膜的光学常数的影响。实验结果表明,在低能区域,样品的所有光学常数均随压强增加而增加,受制备工艺影响较大。但在高能区域,光学常数随压强的变化相对说来不再明显。

摘要： 采用放电等离子烧结(SPS)TbFeCo合金靶,分别在Si衬底和K9玻璃衬底上磁控溅射制备了磁光薄膜TbFeCo/Si和TbFeCo/K9;利用扫描型可变入射角全自动椭偏仪,室温下测量了复介电常数谱,测量结果表明两样品介电函数值有较大差异,说明衬底对薄膜的光学性质有重要影响.用磁光Kerr谱仪,在室温下分别测量了TbFeCo薄膜的极向Kerr回线和横向Kerr回线,发现所制备TbFeCo薄膜不具有垂直磁化性质,而呈现出面内磁化性质.

摘要： 本发明公开了一种光谱型椭偏仪椭偏角的校准方法，包括如下步骤：第一步，确定膜厚标准样片的材料；第二步，确定膜厚标准样片的薄膜厚度，使得在所述薄膜厚度下得到的椭偏角能够覆盖所需校准的光谱型椭偏仪椭偏角的范围；第三步，制作膜厚标准样片；第四步，使用多台标准光谱型椭偏仪进行比对测量，确定膜厚标准样片的椭偏角的标准值，即为定标；第五步，使用膜厚标准样片对所需校准的光谱型椭偏仪的椭偏角进行校准，椭偏角的测量误差由所需校准的光谱型椭偏仪的椭偏角测量值与椭偏角的标准值相比较确定。本发明能根据需要全面覆盖光谱型椭偏仪椭偏角的测量范围，校准准确可靠。

摘要： 本发明涉及一种用于旋转器件型光谱椭偏仪系统的电机光谱仪同步方法，首先设置光谱仪积分时间为t以及采集帧数为n*N1,进行光谱采集并保存；从中提取所有周期内所有帧数在波长点λ2的光谱数据，并绘制光谱曲线图，得到包含有N1条光谱曲线的曲线图1，并计算曲线图1中光谱曲线线宽D；所述在波长点λ2的光谱数据的特征为该波长点在不同周期内的变化趋势为上下震动；然后对所述光谱仪积分时间t进行调制，并绘制光谱曲线图，若无论增加或减小积分时间，调制后的光谱曲线图中光谱曲线线宽均大于调制前的光谱曲线线宽D，则光谱仪积分时间t即为最佳积分时间，此时电机与光谱仪同步。

摘要： 本发明涉及一种宽光谱椭偏光学系统，包括起偏组件和检偏组件；所述起偏组件包括光源、离轴椭圆形反光镜、视场光阑、离轴抛物镜、第一孔径光阑、起偏器、第一相位延迟器、汇聚透镜；所述检偏组件包括准直透镜、第二孔径光阑、第二相位延迟器、检偏器、耦合透镜、光谱仪；所述起偏组件与所述检偏组件工作时沿样品台的法线方向对称放置，且起偏组件与检偏组件间的光路夹角θ为50°＜θ＜180°。本发明利用离轴椭圆形反射镜在不引入色焦移的情况下将193‑1700nm宽光谱光源汇入视场光阑，全光谱能量利用率一致。通过视场光阑控制样品面光斑尺寸。采用离轴抛物镜对通过视场光阑的光束进行了193‑1700nm全波段无色差准直，全光谱能量准直度一致。

摘要： 本发明公开了一种光谱型椭偏仪椭偏角的校准方法，包括如下步骤：第一步，确定膜厚标准样片的材料；第二步，确定膜厚标准样片的薄膜厚度，使得在所述薄膜厚度下得到的椭偏角能够覆盖所需校准的光谱型椭偏仪椭偏角的范围；第三步，制作膜厚标准样片；第四步，使用多台标准光谱型椭偏仪进行比对测量，确定膜厚标准样片的椭偏角的标准值，即为定标；第五步，使用膜厚标准样片对所需校准的光谱型椭偏仪的椭偏角进行校准，椭偏角的测量误差由所需校准的光谱型椭偏仪的椭偏角测量值与椭偏角的标准值相比较确定。本发明能根据需要全面覆盖光谱型椭偏仪椭偏角的测量范围，校准准确可靠。

摘要： 本发明涉及一种用于旋转器件型光谱椭偏仪系统的电机光谱仪同步方法，首先设置光谱仪积分时间为t以及采集帧数为n*N1,进行光谱采集并保存；从中提取所有周期内所有帧数在波长点λ2的光谱数据，并绘制光谱曲线图，得到包含有N1条光谱曲线的曲线图1，并计算曲线图1中光谱曲线线宽D；所述在波长点λ2的光谱数据的特征为该波长点在不同周期内的变化趋势为上下震动；然后对所述光谱仪积分时间t进行调制，并绘制光谱曲线图，若无论增加或减小积分时间，调制后的光谱曲线图中光谱曲线线宽均大于调制前的光谱曲线线宽D，则光谱仪积分时间t即为最佳积分时间，此时电机与光谱仪同步。

摘要： 本实用新型涉及一种椭偏光三维扫描装置，包括有显微镜，在显微镜的载物台的上方依次设有柱面透镜、起偏镜和光源，起偏镜通过皮带轮与第一电机连接，第一电机在计算机的控制下调整起偏镜的角度；在显微镜CCD摄像头下依次设有检偏镜和补偿器，检偏镜通过皮带轮与第二电机连接；第二电机在计算机的控制下调整检偏镜的角度；CCD摄像头将采集的数据传给计算机。本实用新型的有益效果在于：1、结构简单，便于实现。2、既能大尺度全方位的进行扫描，又能保证扫描图像的质量。

摘要： 本实用新型涉及光纤通讯的技术领域，特别是涉及一种光谱连续可调的全保偏光纤式光谱滤波器，其便于调节，避免对滤波造成影响；包括光谱滤波器壳体、检修门、合页、两组第一干涉膜滤波片、两组第二干涉膜滤波片、上丝杆、下丝杆、上旋转手轮、下旋转手轮和凸透镜，光谱滤波器壳体内设有空腔，光谱滤波器壳体前端设有检修口，检修门通过合页转动安装在检修口处，光谱滤波器壳体左端设有进光管，光谱滤波器壳体内设有三棱镜，两组第一干涉膜滤波片和两组第二干涉膜滤波片均滑动位于光谱滤波器壳体内，光谱滤波器壳体顶端和底端均设有长条槽，第一干涉膜滤波片顶端设有上连接块，第二干涉膜滤波片底端设有下连接块。

摘要： 本发明涉及一种对薄膜样品进行微区磁光椭偏光谱分析的装置及其应用。本发明所述装置包括光源模块、起偏模块、样品台、磁场模块、检偏模块、探测及分析模块和电机控制模块。通过使用氙灯光源加单色仪的组合来实现光谱磁光椭偏分析，光谱测量范围为300nm‑800nm，精确度为0.2nm，重复性为0.1nm；使用准直镜和成像单元以及CCD实现接收整个光斑范围内样品各个微区的光强信息，光斑直径为3mm，可分辨的最小微区直径为2um，CCD的每个像素点都与样品的不同微区相对应，通过分析CCD各个像素点的光强信息实现对样品表面光斑范围内所有微区的磁光椭偏分析。

摘要： 本发明提供一种用椭偏光谱仪检测8英寸抛光片的方法，所述方法使用椭偏光谱仪对8英寸抛光片最重要的光学参数双折射率进行检测。本发明提供的一种用椭偏光谱仪检测8英寸抛光片的方法测量精度高、无损伤测量、实时在线监控、测量波段宽。

摘要： 本发明提供一种含带宽光谱的光谱处理方法，包括步骤：获取待测样件的椭偏光谱、反射光谱、入射光源的带宽以及光强分布节点数；基于光强分布节点数和入射光源的带宽对椭偏光谱和反射光谱做插值处理，得到新椭偏光谱和新反射光谱，并进一步得到新椭偏光谱向量；基于光强分布节点数获取光强分布节点的权重集，并根据权重集构造权重矩阵；基于权重矩阵获取权重逆矩阵；基于权重逆矩阵和新椭偏光谱向量获取无带宽椭偏光谱。本发明根据光源的带宽，利用反卷积法从包含带宽因素的实际测量光谱中计算出不含带宽因素的理想测量光谱，用理想测量光谱代替实际测量光谱进行分析，可有效避免物理模型中对带宽进行耗时的积分运算，可极大提高测量光谱分析效率。