热蒸发紫外LaF3薄膜光学常数的表征

薄膜光学常数的精确测定对于设计和制备多层薄膜具有重要意义。在JGS1型熔融石英基底上,采用热蒸发沉积方法制备了不同厚度的LaF3单层薄膜样品,利用光度法来获取弱吸收薄膜和基底的光学常数,计算得到其在185～450nm范围内折射率n和消光系数k的色散曲线。实验结果表明,当膜层厚度较薄时,LaF3薄膜折射率表现出不均匀性现象。随着薄膜厚度的增加,薄膜折射率不均匀性减小。在求解过程中选用不均匀模型后,拟合结果与实际测试光谱曲线吻合得很好,提高了薄膜光学常数的计算精度。     

Hg1—xCdxTe光学常数测量

根据半导体光学常数间的关系,通过测量Hg_(1-x)Cd_xTe晶片不同厚度时的透射比,求得了Hg_(1-x)Cd_xTe的光学常数。本文采用迭代法精确求解有关方程组,避免了计算过程引入的误差,提高了测量结果的精度。这种方法也适用于其他半导体光学常数的测量。     

MEH-PPV和PFO发光薄膜的光学常数和厚度测定

采用单反射率曲线拟合的方法,测定了聚合物电致发光器件(PLEDs)巾常用的发光聚合物poly[2-methoxy-5-(2-ethyl-hexyloxy)-1,4-phenylenevinylene](MEH-PPV)和poly(9,9-dioctylfluoreny-2,7-diyl)(PFO)的光学常数和薄膜厚度.基于Forouhi-Bloomer(FB)色散模型,拟合得到了两种聚合物在可见波段的光学常数以及薄膜厚度.折射率和光学带隙的拟合结果符合文献报道的数值,各薄膜物理厚度的拟合值同样符合台阶仪的测量值,两者偏差小于4%.最后,对反射率测量过程中薄膜表面散射引起的损失对拟合结果的影响进行了讨论.     

含氢非晶碳膜(a-C:H)红外光学特性的研究

采用端部霍尔离子源在硅基底上制备了含氢非晶碳膜（a-C:H）,并测量了4 000~1 500 cm-1的红外透射光谱。基于单层薄膜的透射关系,获得了仅有六个拟合参数的光学常数计算模型。利用该模型,可以同时获得薄膜在宽波段范围内的光学常数和厚度:折射率的最大值为1.94,消光系数的最大值为0.014 9,拟合薄膜厚度为617 nm 。     

基于多项式求根的双厚度透射率模型确定光学常数

为解决光谱反演法确定物质光学常数的一些问题,基于传统的双厚度透射率模型,建立厚度分别为L和2L的光谱透射率方程,通过代数运算获得与衰减系数有关的八次多项式方程,求解并选择其大于0小于1的实数根来计算衰减系数和消光系数;再求解关于界面反射率的一元二次方程,选择其大于0小于1的根来计算折射率。在确定光学常数的过程中,新方法没有反演误差和迭代计算耗时问题。利用已知文献中庚烷的光学常数验证新方法的可靠性,并分析了双厚度不满足2倍关系时对计算结果的影响,结论是第二厚度2L的相对误差不超过1%时,消光系数的计算误差不超过2.03%,不考虑3个强吸收点时,折射率的计算误差不超过1%。     

测量薄膜材料n、H、d的简易方法及其在低温测量中的应用

介绍了一种测定薄膜材料光学常数的简易方法,它的最大优点是只需要知道薄膜材料的透射光谱。薄膜的光学常数和厚度测试精度优于1%,并给出了PbTe、ZnSe薄膜在室温及低温下的折射率。     

用透过率测试曲线确定半导体薄膜的光学常数和厚度

介绍了一种简单而准确地确定薄膜光学常数和厚度的方法.借助于Forouhi-Bloomer物理模型,用改进的单纯形法拟合分光光度计透过率测试曲线,获得半导体薄膜的光学常数和厚度.对射频磁控溅射和直流反应溅射制备的玻璃基板上的α-Si和ZnO薄膜进行了实验,拟合的理论曲线和实验曲线吻合得非常好.计算得到的结果与文献报道的结果和台阶仪的测量结果一致,误差小于4%.该方法对无定形或多晶的半导体薄膜都适用,也可以用于计算厚度较薄的薄膜.     

用透过率测试曲线确定半导体薄膜的光学常数和厚度

介绍了一种简单而准确地确定薄膜光学常数和厚度的方法．借助于Forouhi-Bloomer物理模型，用改进的单纯形法拟合分光光度计透过率测试曲线，获得半导体薄膜的光学常数和厚度．对射频磁控溅射和直流反应溅射制备的玻璃基板上的α-Si和ZnO薄膜进行了实验，拟合的理论曲线和实验曲线吻合得非常好．计算得到的结果与文献报道的结果和台阶仪的测量结果一致，误差小于4%．该方法对无定形或多晶的半导体薄膜都适用，也可以用于计算厚度较薄的薄膜．     

光学薄膜常数的测试与分析

光学薄膜常数—折射率、消光系数和膜层厚度是光学薄膜制备的基础,通过透射光谱法测试计算得到的薄膜常数具有较高的精度。Ta2O5是一种常用的氧化物薄膜,研究了两种透射光谱法计算光学薄膜常数的精度,利用Lambda900分光光度计获得了Ta2O5薄膜样品的透过率光谱数据,采用透射光谱包络线法对单层Ta2O5薄膜样品的光学常数进行计算,得到的折射率和消光系数较为准确,并且认为所得到的消光系数为广义消光系数,对精确地测试、计算提出了建议,为不同薄膜样品的制备奠定了技术基础。     

测量薄膜材料n、h、d的简易方法及其在低温测量中的应用

介绍了一种测定薄膜材料光学常数的简易方法，它的最大优点是只需要知道薄膜材料的透射光谱。薄膜的光学常数和厚度测量精度优于1％，并给出了PbTe、ZnSe薄膜在室温及低温下的折射率。     

Determination of Optical Constant and Thickness for Thin Film by Using Improved FTM

A new method to determine the optical constant and thickness of thin films is proposed. Based on the Fresnel＇s optical expression, the improved flexible tolerance method（FTM） is employed in the case of a digital model of thin film to fit the curve of measured reflectance spectrum. The simulation results show a satisfactory correlation of the optical constant with the thickness of the target film. By taking the influence of nonlinear condition into account as well as more direct and indirect limitation, the precision and value-searching efficiency have been improved. Furthermore, the problem of dimension degradation, which exists in “Downhill Simplex”, has been successfully avoided. No initial input is needed for the procedure of optimization to achieve optical solution, which makes the whole processing of value calculation much more convenient and efficient.     

Effect of the film thickness on the optical constants and dispersion parameters of chalcogenide Ge20Se70Ag10 thin film

Chalcogenide thin films of Ge₂₀Se₇₀Ag₁₀ of thicknesses 150, 300 and 450 nm are prepared by a thermal evaporation technique. The crystalline phases of the deposited film are identified by X-ray diffraction. The transmittance and reflectance of the films are measured in the wavelength range 200–2500 nm. The optical band gap decreases while the width of the localized states tail increases with increasing film thickness. Variation of refractive index and extinction coefficient with the film thickness is studied to analyze the optical efficiency of these films. Application of the single oscillator model to the films reveals that the oscillator energy decreases while the dispersion energy increases with increasing thickness. The variation of the optical constants suggests that the thickness change is a good choice to control the optical properties of Ge₂₀Se₇₀Ag₁₀ film.     

基于原位共角椭偏与反射谱的TiO2薄膜光学常数分析

为了分析溶胶-凝胶法制备的TiO₂薄膜的光学常数,采用旋涂法制备了多层TiO₂薄膜,利用扫描电镜对表面形貌进行了分析,利用椭圆偏振光谱对薄膜的折射率色散和孔隙率进行了拟合分析,并利用原位共角反射光谱对拟合结果进行了验证,得到了TiO₂薄膜厚度、孔隙率和折射率色散曲线。结果表明,TiO₂薄膜厚度与旋涂层数成线性关系,薄膜孔隙率约为15%且与旋涂层数无关,New Amorphous色散模型可以较好地拟合溶胶-凝胶旋涂方法制备的TiO₂薄膜在1.55eV~4.00eV波段的椭偏光谱。该研究为溶胶-凝胶法制备的TiO₂薄膜的光学常数测量提供了参考。     

低温激光退火多晶硅薄膜的光学常数研究

用分光反射光谱(SR)和分光椭偏光谱(SE)来分析低温激光退火多晶硅薄膜的光学特性。利用多层光学和Braggeman有效介质近似模型(B-EMA),对薄膜光学常数和结构参数(膜厚度,表面粗糙度和非均匀性)的退火功率依存关系进行解析。解析结果表明,有一个临界退火功率存在。退火达到这个功率时,多晶硅薄膜的光学常数非常接近单晶硅。由于受增大晶粒尺寸影响,在这个功率时,薄膜表面粗糙度和非均匀性也显示了一峰值。在整个退火区域,膜厚度有大约8%变化。     

磁控溅射法制备的PZT非晶薄膜光学性质研究

采用磁控溅射方法在石英玻璃上制备了PbZrxTi1-xO3(PZT)(x=0．52)非晶薄膜,并测量了200～1100nm的紫外．可见．近红外透射光谱．基于薄膜的结构和多层结构的透射关系,发展了仅有6个拟合参数的光学常数计算模型．利用该模型,可以同时获得薄膜在宽波段范围内的光学常数和厚度,得到折射率的最大值为2．68,消光系数的最大值为0．562,拟合薄膜厚度为318．1nm．根据Tauc′s法则,得到PZT非晶薄膜的直接禁带宽度为3．75eV．最后,利用单电子振荡模型成功地解释了薄膜的折射率色散关系．     

Design and analysis of a novel tunable optical filter

In this paper, an improved design of a tunable optical filter device which is driven by a piezoelectric actuator is proposed. The device can be used either as a tunable optical filter for discrete wavelength alignment or as a dynamic optical filter. The tunable filter is electrostatically driven and consists of three main parts: The electromechanical stage, the suspension and the thin film optical filter. The electromechanical stage and the suspension were designed using graph presentation methods, studied numerically using the finite element method (FEM). The thin film optical filter was designed by a thin film design software. The electromechanical stage was integrated with the suspension and tested as an angular driver of thin-film tilt interference filter for dense-wavelength division demultiplexing system applications.     

偶氮金属镍薄膜的折射率和吸收特性研究

偶氮金属镍(Ni(azo)2)是一类具有很大潜力的可录光盘存储介质。为了准确地获取一种偶氮金属镍薄膜的光学常数，用旋涂法(Spin—coating)在单晶硅片上制备了Ni(azo)2薄膜。在波长扫描和入射角可变全自动椭圆偏振光谱仪上研究了Ni(azo)2薄膜的椭偏光谱。采用逼近算法获得了Ni(azo)2薄膜在可见光范围内的复折射率、复介电函数、吸收系数和薄膜厚度。分析了Ni(azo)2薄膜可见吸收光谱的形成机理。结果表明在波长650nm处薄膜的折射率为2．19，吸收常数为0．023，具有良好的吸收和反射特性，显示出作为高密度数字多用光盘(DVD-R)记录介质的良好应用前景。