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前言： 基于光（紫外到紅外）的光學特性的技術廣泛使用了多層光學涂層[1]。要想成功設 計和制造光學涂層，需要獲得準確可靠的層狀薄膜結構的折射率、吸收系數和厚度 信息。 無損檢測方法是成功研究薄膜結構特性的方法。表征層狀薄膜結構的基本方法 與表征散裝材料的光學技術截然不同。通常采用橢圓光度法來表征薄膜的光學特 性，該方法是一種基于樣本反射光偏振態分析的光學技術。現在還有另一種多用途 無損光學技術可供選擇 ― 多角度分光光度法[2, 3]。 入射偏振光反射率和透射率的光譜和角函數由配備相應附件的分光光度計獲得。

但是，光學參數很大程度上取決于 • 基底和薄膜的生長條件 • 薄膜的均勻性 • 基底的均勻性和 • 光學特性[4, 5] 我們期望薄膜在整個結構壽命期間保持其均勻性。 本項工作的目的是，采用配備了*的自動化全能型測量附件 包 (UMA) 的 Agilent Cary 5000 分光光度計測定薄膜的以下參 數：厚度 (d)、折射率 (n) 和消光系數 (k)。

 

 實驗部分 配備 UMА 的 Cary 5000 分光光度計可在無人值守的情況下自 動執行以下測量： • 以 0.02° 的小步長間隔測量反射率 R（入射光角度 5–85°）和透射率 T（入射光角度 0–85°） • 在一個工作序列內測量不同角度和偏振態的 T 和 R • 190–2800 nm 工作波長范圍內的非偏振光 • 250–2500 nm 波長范圍內的 s- 和 p-偏振光 因此，無需移動樣品就可獲得所有相關信息。配備 UMА 的 Cary 5000 是一款通用型測量系統，無需使用多個控制臺、無 需進行多次更換和/或使用多種配置。該系統可提供高質量數 據，從樣品的同一區域中測得所有特性數據。該附件的巨大優 勢在于，其通過改變入射光的偏振，在不同的入射光角度下， 針對樣品的同一區域測量樣品的光學特性。UMA 附件由固定 光源、可 360° 旋轉的樣品支架以及單獨的檢測器組成。檢測 器可在水平面內圍繞樣品移動。 薄膜的折射率和厚度采用雙角度光入射進行表征[6]。此方法對 光譜范圍有一定要求，即，在該光譜范圍內，薄膜為透明的或 幾乎不吸收光。

結果與討論 ：測量了兩個樣品，每個樣品具有不同類型的基底（在可見波 段內透明或不透明）：石英基底（可見光范圍內透明）上的 Zr-Si-B-(N) 納米復合涂層薄膜[7]，(001) 單晶硅基底（可見光范 圍內不透明）上的鈮酸鋰 LiNbO3 層狀結構樣本[8, 9]。兩種結構都采用高頻磁控濺射生成。在此方法中，根據基底 透射光的能力來選擇要測量的參數：對于透明基底，測量透 射率；對于不透明基底，測量反射率。

 

結論：采用配備全能型測量附件包的 安捷倫Cary 5000 分光光度計測量了兩 種樣品的折射率。 其中一個樣品為納米復合涂層：石英基底（可見光范圍內透 明）上的 Zr-Si-B-(N) 薄膜。第二個樣品為單晶硅基底（可見 光范圍內不透明）上的鈮酸鋰 LiNbO3 層狀結構。 計算出了兩個樣品的折射率，準確度為 ±0.01。根據所測定的 折射率，計算了兩個樣品的薄膜厚度。