• *月*日版本：

19 世纪末德国科学家Paul Drude首先提出了椭偏的概念，给出了椭偏分析的理论基础， 并使用该方法测得了多种金属的光学性质。此后国内外学者对于椭偏仪器的研究、改进，和椭偏分析技术在不同领域应用的探索就一直保持很高的热情，并取得了许多重要的研究成果。早期的椭偏仪在测量精度、数据采集速度、运算速度和应用领域方面都受到光探测技术和自动化技术的限制。到1973 年，随着计算机技术的发展，椭偏仪在数据处理和计算变得快速和简便，大大缩短了测试的周期，提高了测试的准确性，使椭偏技术有了重大飞跃。在现代科技发展中，随着薄膜的广泛应用，薄膜相关参数的测量技术也有了很大的发展，而椭偏法仍然是目前已有的测量薄膜的最精确的方法之一。椭圆偏振光在样品表面反射后，偏振状态会发生变化，利用这一特性可以测量固体上介质薄膜的厚度和折射率。它具有测量范围宽（厚度可从10-10~10-6m量级）、精度高（可达百分之几单原子层，比干涉法高1-2个数量级）、非破坏性、应用范围广（金属、半导体、绝缘体、超导体等固体薄膜）等特点，另外对一些表面结构、表面过程和表面反应相当敏感。是研究表面物理的一种方法。目前全自动椭圆偏振光谱仪，利用动态光度法跟踪入射光波长和入射角改变时反射角和偏振状态的变化，实现全自动控制以及椭偏参数的自动测定、光学常数的自动计算等，但实验装置复杂，价格非常昂贵。 本实验采用简易的椭圆偏振仪，利用传统的消光法测量椭偏参数，实际测量薄膜的厚度和折射率。椭偏仪的调节及使用，不仅使学生进一步理解分光计的构造及使用，更能够加深学生对光学知识中的起偏、检偏及消光，布儒斯特角，椭圆偏振光，菲涅尔公式等知识的理解和应用，对培养学生的分析问题、解决问题能力有很大的帮助。 椭偏仪的调节和使用、基于椭偏仪相关课题的探索以及基于椭偏法的研究型实验大大开阔了学生的视野，有利于培养本科生的创新能力、实践能力。

（1）了解椭圆偏振法测量的基本原理（2）理解椭偏仪的主要构造及每个部件的作用；（3）学会组装椭圆偏振仪，掌握椭圆偏振仪的调节和使用；（4）利用椭圆偏振仪测量已知衬底参数的薄膜折射率和厚度。（5）学会使用椭圆偏振仪的数据处理软件

（1）掌握并推导椭圆偏振法测量原理；（2）改变入射角度，测量薄膜的厚度和折射率，找出最佳测试角度，分析不同角度下测量误差产生的原因；（3）测量不同衬底薄膜的厚度和折射率。

（1）利用计算物理的方法求解超越方程；（2）利用椭偏仪测量衬底的折射率；（3）设计并测量未知衬底参数的薄膜折射率及厚度； （4）设计实验并利用椭偏仪测量不同波长下薄膜的折射率。

（1）利用椭偏仪测量金属复折射率；（2）探索透明衬底薄膜折射率的测量；（3）查阅资料，建立理论模型，吸收较强薄膜厚度和折射率的测量

培养学生对所学知识的灵活应用的能力；理解培养学生的动手能力、提高科学实验的能力和素养。；培养学生分析问题、解决问题、探究问题的创新能力。

光的偏振；起偏；检偏；线偏振光；椭圆偏振光；等幅椭圆偏振；玻片；折射率；菲涅尔公式 ；牛顿迭代法

光学；材料学。

1）不同薄膜光学参数测量方法的对比；（2）建设课题，探索多层薄膜折射率及厚度测量；（2）学习光度式椭偏仪的测量原理；

欢迎大家留言讨论！ — 乐永康 2019/12/05 13:01