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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(shù)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(tài)分析的光學技術?，F(xiàn)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(shù)由配備相應附件的分光光度計獲得。

但是，光學參數(shù)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(shù)：厚度 (d)、折射率 (n) 和消光系數(shù) (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(zhí)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(tài)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(tǒng)，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(tǒng)可提供高質量數(shù) 據(jù)，從樣品的同一區(qū)域中測得所有特性數(shù)據(jù)。該附件的巨大優(yōu) 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(qū)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(jù)基底 透射光的能力來選擇要測量的參數(shù)：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(jù)所測定的 折射率，計算了兩個樣品的薄膜厚度。