鍍個(gè)較厚一點(diǎn)的單層膜,根據(jù)極值點(diǎn)(膜比基底折射率高的看極小值,膜比基底折射率低的看極大值,并且選取長(zhǎng)波段的極值點(diǎn),因?yàn)樵陂L(zhǎng)波段折射率色散。┕浪愠瞿拥恼凵渎剩擖c(diǎn)的反射率,根據(jù)薄膜光學(xué)原理,相當(dāng)于單個(gè)四分之一光學(xué)厚度的膜厚(單層四分之一光學(xué)厚度的薄膜等效折射率為n^2/ng,n為膜的折射率,ng為基底折射率)的反射率。算出折射率后,再判斷極值級(jí)次,根據(jù)這個(gè)級(jí)次就可算出膜厚,F(xiàn)在舉一例子加深理解。 Tw-;7Ae
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無法傳圖,大家可用TFC設(shè)計(jì)一個(gè) Glass/6.451H/air的曲線對(duì)照著看,H的折射率為1.91,入射和出射介質(zhì)均為air,主要為理解下面的分析用。 X aMJDa|M
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圖中基底折射率為1.52,該曲線的透過率極大值是空白玻璃的透過率,說明鍍的膜沒有起增透作用,判斷膜的折射率應(yīng)該大于基底的折射率,所以我們要選極小值點(diǎn)的反射率來分析薄膜的折射率(選極大值等于在分析空白玻璃,因?yàn)槭桥紨?shù)個(gè)四分之一膜厚,等同虛設(shè)層),為選色散小的區(qū)域,可以找到最長(zhǎng)波段的極小值為1184nm,透過率為80.08%。設(shè)空白基底的單面透過率為T1,鍍有膜層側(cè)的單面透過率為T2,總和透過率,也就是所測(cè)透過率為T,則有關(guān)系式1/T=1/T1 + 1/T2 - 1(大家可以自己推算,就是簡(jiǎn)單的等比數(shù)列疊加,可先算出R1,R2和R的關(guān)系式 R=(R1+R2-2R1R2)/(1-R1R2),然后用1-Rx代替Tx),在這兒T1=95.742%, T=80.08%, T2為未知數(shù),代入后得出T2=83.037%,于是R2=1-T2=16.963%,R2=(n^2/ng-1)^2 / (n^2/ng +1)^2 ,n=sqrt(ng*(1+sqrt(R2))/(1-sqrt(R2) )=1.910,這就是膜層的折射率 5@~
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然后來算膜厚。首先判斷透過率曲線的級(jí)次,在腦中要明確的是,當(dāng)膜的折射率大于基底時(shí),所有的極小值都是奇數(shù)個(gè)四分之一膜厚,當(dāng)膜的折射率小于基底時(shí),所有的極大值都是奇數(shù)個(gè)四分之一膜厚,根據(jù)前面分析,這兒當(dāng)然是極小值啦。如果沒有折射率色散,相鄰兩個(gè)極值之間 的波長(zhǎng)位置的比值應(yīng)為k/(k+1), k=1,3,5,7....(設(shè)第一個(gè)極值位置波長(zhǎng)為λ1,相鄰的另一個(gè)極值位置波長(zhǎng)為λ2,這里假設(shè)λ2的級(jí)次高于λ1,所以λ1>λ2,則kλ1/4=nd, (k+1)λ2/4=nd,兩者比較后,就得出λ1/λ2=(k+1)/k )。我們來看891.0nm和1184nm這兩個(gè)極值,1184/891=1.328, 所以判斷k=3,于是根據(jù)kλ1/4=nd 有 d=kλ1/4n=3*1184/(4*1.91)=464.9nm。 Po^?QVJ7
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說明:這種方法只是粗略地估計(jì)膜層的折射率和厚度,因?yàn)槲覀兒雎粤苏凵渎实纳,也忽略了薄膜在沉積過程中的折射率非均勻性。要精確測(cè)量還是要通過帶有修正因子的程序擬合,或且專門儀器測(cè)量。