橢偏儀測量膜厚的原理

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　　橢偏儀是一種用于精確測量薄膜厚度和光學性質的儀器，其工作原理基于光的偏振變化。具體來說，通過測量入射光在薄膜表面反射后的偏振狀態的變化來推算膜層的厚度和折射率。
　　橢偏儀測量膜厚的基本原理：
　　1. 偏振光的入射與反射：
　　使用線偏振光（通常是單色光）作為入射光源，光線以特定角度照射到樣品的表面。
　　當光線入射到膜層時，部分光會被反射，部分光會透過膜層。反射光的偏振狀態會發生改變。
　　2. 偏振狀態的變化：
　　光線在與膜層表面相互作用時，其偏振狀態會發生變化。具體來說，反射光的偏振會從原來的線偏振狀態變為橢圓偏振狀態，表明光的振幅和相位發生了改變。
　　這個變化取決于膜層的厚度、折射率、以及入射光與膜層表面的相對角度。
　　3. 反射光的偏振參數：
　　橢偏儀通過測量反射光的兩個主要參數：Ψ（Psi）和Δ（Delta），來描述光的偏振狀態。
　　Ψ（Psi）：表示反射光的振幅比，它與膜層的光學性質（如折射率、膜厚）直接相關。
　　Δ（Delta）：表示反射光的相位差，它也與膜層的厚度和折射率相關。
　　4. 膜厚和折射率的計算：
　　通過分析反射光的Ψ和Δ參數，可以解算出薄膜的厚度以及膜層的折射率。通常，需要與已知的基底材料（如玻璃、硅等）和膜材料的折射率模型結合，通過光學模型進行擬合。
　　常見的光學模型包括Cauchy模型和Drude模型等，這些模型能夠描述材料的折射率與波長的關系，從而幫助解算膜厚。
　　5. 薄膜層的多層結構：
　　在多層膜的情況下，也可以用來測量多層膜的每一層的厚度。通過多次反射的綜合分析，橢偏儀能夠分別提取每一層膜的厚度和折射率信息。

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