基于粒子群算法的椭偏法测量数据反演

为解决椭偏法测量薄膜厚度和折射率实验数据处理较为复杂的问题,采用一种新的基于群体智能的优化算法—粒子群算法处理实验数据.以单层吸收薄膜的测量为例,利用该算法进行数据处理.实验结果表明,三个薄膜参数(折射率n,消光系数k和薄膜厚度d)可以同时获得,而且在未知参数确切范围情况下,大范围内进行搜索仍然能保证快速收敛到最优解.文中算法和遗传模拟退火算法以及利用椭偏仪数据处理软件得出的结果相比较,表明该算法计算精度高,收敛速度快.     

椭偏参数测量误差对薄膜参数测试精度的影响

为了分析透明均匀介质膜的椭偏方程中所隐含的椭偏参数和薄膜参数（膜厚、折射率）之间的误差关系,提出基于误差传递公式和反函数组定理,通过求出椭偏参数对薄膜参数的偏导在名义膜厚和名义折射率处的值来反求后者对前者的偏导值,进而绘出不同入射角下膜厚和折射率误差与椭偏参数测量误差之间的关系曲线的方法.该法所得结果表明,椭偏参数测量误差导致的膜厚误差和折射率误差并非在同一入射角下达到最小;它们最小时所分别对应的最佳入射角随着入射光波长、薄膜名义膜厚、名义折射率和基片折射率变化而变化;若以各自最佳入射角时所对应测得的膜厚和折射率作为薄膜参数测试值,则能有效提高测量精度.该结论与在激光椭偏仪上的实际测量结果相符.文中方法对分析其他超越方程中多个变量之间的误差关系以及各变量值的优化选取有一定参考价值.     

C语言在椭圆偏振测厚技术计算中的应用

依据椭圆偏振法测定透明薄膜的有关数据,运用C程序语言,通过迭代程序设计,由计算机同时计算出薄膜厚度和折射率。结果表明：薄膜折射率和厚度的测定误差分别小于0．2％和1nm。并克服了TP－77型椭偏仪只能用于n ≤2．6透明材料测定的限制,实现了对诸如多晶硅等薄膜厚度的精确测定,这对高折射率材料薄膜的研究和开发具有现实的意义。     

透明薄膜光学常数的椭圆偏振测量

本文叙述了用椭园偏振法测定透明薄膜厚度和折射率的原理,提供了一个计算程序。实验结果表明:折射率和厚度的测量误差分别小于0.5%和10A。     

外差椭偏纳米薄膜测量技术

提出一种可同时测量膜厚和折射率的新型快速高灵敏度薄膜测量方法－外差椭偏纳米薄膜测量技术,并给出了理论分析与设计、实验结果和误差分析、采用弱磁场塞曼激光器,用相位直接比较法得到０．１８°分辨率,是迄今结果最简单的新型椭偏仪设计,测量过程高速全自动化,适合于现场连续测量。理论上可达到较高的测量精度。     

椭偏方法分析无氢DLC薄膜光学吸收特性

类金刚石（Diamond Like Coobon,DLc）薄膜在光学领域主要用做红外区高强度减反射光学薄膜,准确测定薄膜的消光系数走,是评价薄膜吸收特性的关键环节．考虑到DLc薄膜材料结构的复杂性,研究了椭偏技术在分析无氢DLC薄膜时物理模型的建立方法,并且验证了该模型分析结果的准确性．利用Maxwell—Gamett等效介质理论建立了一种单层椭偏分析物理模型Si／EMA（n,＋n2混合材料）,利用该模型探索了采用双层模型的高低折射率比值代替薄膜中不同结构材料组分比值的有效性,从整体上用单层模型表征了DLc薄膜的消光系数,获得了单层薄膜的消光系数和折射率．测试了样片的透射率光谱．分别采用TFC（TFCalc）拟合的透射率光谱和Raman光谱验证了椭偏分析模型测试结果的准确性为椭偏分析技术研究DLC薄膜吸收损耗特性提供了有效路径．     

光导薄膜光学参数的测量——椭偏术双入射角法

椭偏术是薄膜物理和表面科学的重要测量方法。对椭偏术基本方程进行数学处理,应用微型计算机可由测量值直接求得未知参数。双入射角法不仅可以提高测量精度,而且可以直接求得薄膜的几何厚度而不必借助其它方法判断周期数。     

石英晶体最大双折射率色散特性的椭偏测量

为了测量石英晶体最大双折射率的色散特性,在椭偏光谱仪的水平透射测量模式下,通过对确定厚度的石英波片相位延迟量的精确测量,计算出了石英晶体的最大双折射率值,并进行了误差分析。结果表明:这种方法光路简单、操作方便,屏蔽了光源的不稳定性;双折射率测量精度达到了10-6,比连续偏光干涉法的测量精度提高了1个数量级;实现了对石英晶体的最大双折射率色散特性的连续光谱测量;此方法对其它双折射晶体材料的双折射率色散特性的研究也同样适用。     

直流磁过滤电弧源沉积氧化钛薄膜的光学特性

为了探索电弧源离子镀技术制备的氧化钛薄膜的透射率、消光系数和折射率,利用直流磁过滤电弧源在K9玻璃基底上制备了氧化钛薄膜,通过分光光度计和椭偏仪对薄膜的透射率、折射率和消光系数等光学特性和沉积速率进行分析研究.研究结果表明：波长在400～700nm之间,氧化钛薄膜的折射率为2.3389～2.1189;消光系数在10-3数量级上,消光系数小,薄膜吸收小,薄膜峰值透射率接近K9基底的透射率;沉积时间30min,薄膜的厚度是678.2nm,电弧源离子镀技术沉积氧化钛薄膜的平均速率为22.6nm/min.     

离子束辅助沉积非晶硅薄膜红外光学特性研究

为了得到非晶硅（a-Si）薄膜红外光学常数与工艺参数之间的关系,采用Ar离子束辅助电子束热蒸发技术制备a-Si薄膜,并利用椭偏仪和分光光度计测量了薄膜的光学常数,分析了薄膜沉积速率、基底温度和工作真空度对a-Si薄膜折射率和消光系数的影响.实验结果表明：影响a-Si薄膜光学常数的主要工艺因素是沉积速率和基底温度,工作真空度的影响最小.当沉积速率和基底温度升高时,薄膜的折射率先增大后减小;当工作真空度升高时,薄膜的折射率增大.在波长1~5μm之间,a-Si薄膜的折射率变化范围为2.47~3.28.     

迈克耳孙干涉仪测薄透明体厚度和折射率

提出用迈克耳孙干涉仪同时测量薄透明体厚度和折射率的新方法．根据本方法，当插入迈克耳孙干涉仪光路中的被测透明体与光路呈不同夹角时，对应光程变化可通过等倾干涉圆环的变化定量测量．推导出圆环数、薄透明体与光路夹角、厚度、折射率关系，据此可测得薄透明体厚度和折射率．使用此方法，光学系统只需在测量前校准，测量中不再变动，可进一步降低系统误差．     

光学薄膜厚度监控——极值点判断方法研究

提出了一种计算机自动判读极值点的方法,利用此方法可以在光学薄膜厚度监控过程中,实现计算机对规整λ／4膜系膜层厚度的自动监控,此方法具有监控精度高、稳定性好的特点。     

金属薄板电导率的四探针测量法

介绍了用镜式检流计测量金属薄板电导率的四探针测量方法。这一方法是应用恒定电场理论，通过无限大金属薄板上的电流馈入点，测定任意点的电位，来获得薄板的电导率。此测试过程简单，所需要的设备少，且测量精度高，不仅适用于金属材料，对半导体及其它导电材料同样适用，在科研、生产中有较高的实用价值。     

用PCSA光学系统测量双层复合膜折射率的几个问题

本文介绍了用ＰＣＳＡ光学系统测量双层复合膜折射率的理论，给出了对双层复合膜的实际测量结果。着重分析了在双层膜折射率的测量结果中出现误差的原因并从理论上对文献［１］的结果进行了修正，给出了更为精确的公式。     

对极薄切削若干问题的分析

针对超精密切削的实现条件，即锋利的金刚石刀具和高精度、高刚性的切削机床及其他周边技术的支持，对极薄切削进行了分析．在其他加工条件固定时，金刚石刀具的刃口钝圆半径影响稳定切削时的切削厚度，进而影响切削变形、切削力、切削温度、刀具磨损和已加工表面质量．最小切削厚度的获得是反映超精密切削加工水平的重要标志，因此对极薄切削进行分析具有重要意义．     

厚薄板通用矩形单元分析

在研究高层建筑考虑桩土地基作用下筏板基础受力计算中,采用了厚薄板通用单元理论,继承了献「１」所述的广义协调元思想,并将其应用于板分析中,建立了厚薄板通用单元,克服了板极薄时出现的剪力闭锁现象,并给出了此单元刚度矩阵分析中有关的工程中的实用性。     

TiO_2薄膜表面粗糙度对光学特性的影响

薄膜表面粗糙度是影响薄膜光学性能的一个重要指标,采用Taylor Hobson表面轮廓仪对离子束辅助电子束热蒸发沉积的二氧化钛(TiO2)薄膜表面粗糙度进行了研究.采用椭偏仪通过选择不同的结构模型研究了不同基底粗糙度上沉积的TiO2薄膜的折射率和消光系数.研究结果表明:0.3 nm/s的沉积速率获得的TiO2薄膜表面粗糙度较小;在基底粗糙度较小时,TiO2薄膜具有一定的平滑作用.通过减小基底的粗糙度和考虑混合模型,TiO2薄膜特性有一定的提升,随着薄膜表面粗糙度的增加其折射率趋于2.08,消光系数趋于0.04.     

电子陶瓷薄膜动压悬浮流延的动压场分析

基于硬磁盘存储系统中磁头相对磁盘的动压悬浮理论的电子陶瓷薄膜流延法是陶瓷薄膜流延领域的一种新技术之一.利用该技术可以在不提高流延系统几何运动精度的情况下流延出超精密和超薄的电子陶瓷薄膜.本文基于流体Reynolds方程建立了流延浆料的流体动压方程,用MATLAB计算并获得流延口的压强分布形态,并且总结出浆料的物理特性、流延浆料输入压强、流延口几何参量以及流延速度对流延动压场分布的影响规律.     

棱镜耦合法的理论改进与实验设计

为了能更精确地测量薄膜厚度及其折射率,介绍了一般棱镜耦合法的测量理论和实验方法,分析了一般的棱镜耦合法测量模型本身存在的理论误差.从测量理论上对棱镜耦合法进行了改进,提出了精确测量模型,减小了上述理论误差,同时给出了薄膜参数的简便计算方法,从理论上分析了薄膜参数计算方法的误差.用传输矩阵的方法进行了模拟论证,设计了实验装置,测量了在玻璃基底上甩胶法得到的Su 8薄膜,测量结果表明,改进的精确测量模型减小了测量误差,提高了测量精度.