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椭偏光谱学,全称椭圆偏振光谱学,英文全称(Spectroscopic Ellipsometry),缩写为SE,是目前一种应用广泛的光谱技术,测量原理以椭圆偏振光的测量为基础,因此而得名。光波在入射到样品表面时,会同样品发生相互作用,如反射、透射或者散射,在这种相互作用下,光波的偏振态将会发生变化,而椭偏测量技术就是利用对这种变化的测量,来进一步获取样品的一些光学特性(如折射率、厚度、介电常数等)。因其以具有某一偏振态的光波作为测量的探针,测量时无需其他应力直接接触样品表面,故而在测量的过程中,不会对样品产生损伤,此外,椭偏测量技术可同时获取光波偏振态改变中,振幅变化和相位改变两个参量,故而保证了其测量结果具有相当高的测量精度,同时也为材料光学性质的研究带来了极大的便利。综合种种优点,使得椭偏光谱测量技术在诸如物理、机械、材料、电子、天文、化学、生物、天文、矿物等各个领域的应用中,大放光彩。 本文的主要内容主要包括以下几个方面,首先较为系统的阐述了目前椭偏测量技术在国内外的发展历史及研究现状,并对目前常用的各类椭偏仪进行了介绍,此外对椭偏测量技术的发展趋势有一个合理的展望。第二章节部分重在介绍偏振光学部分的理论基础,包括晶体中寻常光、非寻常光波法线方向以及折射率的确定,菲涅尔反射系数等内容,为后续研究的理论推导打下基础,在第三章节部分紧接着对椭偏测量的主要原理做了一个简要的介绍,第四章节和第五章节也就是本论文工作的核心内容部分,随着偏光技术的发展,石英晶体材料常被用来制作成各类光学仪器的基本器件,具有广泛的应用,而光轴方向则是石英晶体材料的一个重要参量,作者通过大量的文献调研以及较为全面的理论探究,总结并提出了对石英晶体光轴方位进行标定的较为可行的判定方法。第四章节是通过对反射模式下椭偏测量结果的分析讨论,提出的一种新的判定经加工处理后的石英晶体,其光轴是否平行或垂直于抛光面,以及如存在微小误差,其偏转方位以及偏转角度如何确定的判定方法。该方法具有测速快、精度高、可实施在线检测等优点。接着在第五章节则利用椭偏仪的透射测量模式,通过绘制石英波片位相差随旋转角度的变化规律曲线,得到了一个判定石英波片光轴方位的方法。