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光行天下 -> 光學(xué)薄膜設(shè)計,工藝與設(shè)備 -> 如何計算材料的折射率 [點此返回論壇查看本帖完整版本]

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kevin980828	2005-09-03 22:26
如何計算材料的折射率在蒸鍍過程中材料的折射率怎樣能夠準(zhǔn)確算出,我知道折射率跟真空度.沉積速率.充氧量有關(guān),其它的還有嗎?那如何計算,如TiO2.SiO2.Os50.SiO.ZrO2等,請各位大俠指教.謝謝!!!

flyinlove79

2005-09-04 11:07

蒸度鍍過程中適時手動計算材料的折射率比較困難啊，個人認(rèn)為必須測準(zhǔn)適時的膜層厚度和反（透）射率，或者是在極值點處的反（透）射率，再利用公式進(jìn)行計算，但感覺不怎么實用�，F(xiàn)在的鍍膜設(shè)備，已經(jīng)可以自動計算并顯示出適時的折射率了。
折射率還和基片溫度，沉積角度，膜層的微觀結(jié)構(gòu)有關(guān)。
折射率測量一個是用橢偏儀直接測量，一個是用分光光度計測單層膜在奇數(shù)個極值厚度處的反（透）射率，再用公式計算的間接測量。

wendzb	2006-01-05 11:18
能詳細(xì)說下單層膜在奇數(shù)個極值厚度處透射率用公式計算的間接測量的過程么？？

wangda	2006-04-06 14:14
就是就是,知道的,與大家分享一下啊

tangzs

2006-05-05 23:11

鍍個較厚一點的單層膜，根據(jù)極值點（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，并且選取長波段的極值點，因為在長波段折射率色散小）估算出膜層的折射率，該點的反射率，根據(jù)薄膜光學(xué)原理，相當(dāng)于單個四分之一光學(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，再判斷極值級次，根據(jù)這個級次就可算出膜厚�，F(xiàn)在舉一例子加深理解。

此主題相關(guān)圖片如下：
無法傳圖，大家可用TFC設(shè)計一個 Glass/6.451H/air的曲線對照著看，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。

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，因為是偶數(shù)個四分之一膜厚，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

然后來算膜厚。首先判斷透過率曲線的級次，在腦中要明確的是，當(dāng)膜的折射率大于基底時，所有的極小值都是奇數(shù)個四分之一膜厚，當(dāng)膜的折射率小于基底時，所有的極大值都是奇數(shù)個四分之一膜厚，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，相鄰兩個極值之間　的波長位置的比值應(yīng)為k/(k+1), k=1,3,5,7....(設(shè)第一個極值位置波長為λ1,相鄰的另一個極值位置波長為λ2，這里假設(shè)λ2的級次高于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。

說明：這種方法只是粗略地估計膜層的折射率和厚度，因為我們忽略了折射率的色散，也忽略了薄膜在沉積過程中的折射率非均勻性。要精確測量還是要通過帶有修正因子的程序擬合，或且專門儀器測量。

wuhaifei	2006-05-16 10:45
謝謝樓上的向您學(xué)習(xí)

flyinlove79	2006-05-17 10:26
支持4樓，說的真詳細(xì)啊

熊熊	2006-06-02 06:19
厲害，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，

夢真光學(xué)	2006-06-02 09:30
收獲頗多 \]U<hub 不愧是高手阿 �。。。。。。。。。。。�！

夢真光學(xué)	2006-06-02 09:36
很好�。。。。。。。。。。�

yufe16	2006-06-02 16:53
大師啊,佩服!

yaocs633	2006-06-11 09:51
tangzs你的理論非常不錯, pkXfsi-Nu 可太麻煩,現(xiàn)在一般都鍍出Glass/6.451H/aIR後,用850光譜儀測出光譜, T2:oWjC3$ 爾後用TFC或其它軟件計算,就可以的出N,K,吸收等數(shù)據(jù), #QTfT&m+G} 很方便!!! "%oH@ = 哈哈哈哈哈阿

fyghxl	2006-06-20 10:38
已學(xué)習(xí).謝謝

libor	2006-07-05 16:37
鼓掌,敬禮.好人啊

yandz

2006-07-06 11:44

引用第11樓yaocs633于2006-06-11 09:51發(fā)表的: :y+B;qw
tangzs你的理論非常不錯, 4Qa@`
可太麻煩,現(xiàn)在一般都鍍出Glass/6.451H/aIR後,用850光譜儀測出光譜, E4sn[DO
爾後用TFC或其它軟件計算,就可以的出N,K,吸收等數(shù)據(jù), "/ tUA\=j
很方便!!! Nb~,`bu,2
哈哈哈哈哈阿

這位仁兄能否詳細(xì)告訴細(xì)節(jié)，小弟感激不盡。

as-dfghjkl	2006-07-10 14:39
有沒有好的小軟件啊

frokie	2006-07-22 15:01
真是爽�。。�！ k$ZRZ{ E+ 找了好久這個東東！現(xiàn)在終于有所領(lǐng)悟了！

汪侃	2006-07-30 16:42
大家可以告訴我具體的計算方法嗎

gunsh	2007-07-22 21:01
謝謝分享

banchao	2007-11-11 14:24
問一下公式中 ^ 這個符號代表什么？

yufe16	2007-11-26 14:03
謝謝！

yufe16	2007-11-26 17:43
軟件中是怎么計算的？

beacon1983	2008-04-13 02:03
R=[R1+R2-2sqrt(R1R2)]/[1+R1R2-2sqrt(R1R2)]，4樓的那個R的表達(dá)式是不是進(jìn)行了什么近似？

beacon1983	2008-04-13 02:07
支持4樓所有的說法，除了那個R和T的表達(dá)式·····

sunlaifang	2008-05-24 10:00
與大家分享一下啊

paking	2008-06-05 11:23
支持4樓，說的真詳細(xì)啊 hHcJN 多謝

westfairy	2008-06-16 05:43
學(xué)習(xí)了，謝謝

westfairy	2008-06-16 05:46
引用第19樓banchao于2007-11-11 14:24發(fā)表的 : e\|yX QTlvL 問一下公式中 ^ 這個符號代表什么？ }*NF&PD5RU !{;[xXK4M 這個符號"^"代表多少次方，如2^3=8.

paking	2008-06-17 14:09
謝謝，很好�。。。。。。。。。。�

chongqigeg	2008-06-20 15:34
高手阿

章錢國	2008-10-08 15:26
謝謝啊

w_x_l_999	2008-10-10 12:44
高手，高手，高高手哦

ivanrich	2008-10-22 11:24
請問版主“一個是用分光光度計測單層膜在奇數(shù)個極值厚度處的反（透）射率，再用公式計算的間接測量”中的公式是什么啊？ j.DHqHx 謝謝

lyz781128	2008-10-29 21:47
高手呀，高手呀，向你學(xué)習(xí)

jazlly	2008-11-02 09:17
值得學(xué)習(xí)

dcjlcm	2008-12-17 18:47
很好好很好

nochin	2011-09-13 10:06
Tkanks!

hailin183	2011-10-21 16:15
老有人說用TFC能算出來折射率可沒人說的出步驟了是不是都是聽說啊

lzh123	2011-10-30 22:32
謝謝，謝謝很好

b06010914	2011-10-30 23:19
T_LLJ}6M 學(xué)習(xí)了 r8[T&z@_

xingmeng1227	2011-11-07 09:16
很好�。。。。。。。。。�！

xingmeng1227	2011-11-09 18:14
很好�。。。。。。。。。�！

ken_jinyan1	2013-04-06 17:44
說的很詳細(xì)了。

qdxing	2013-09-16 21:07
4樓真明白

軒中龍	2014-02-19 19:27
不愧是論壇高手

yangyangyang	2014-06-17 20:11
用哈特曼公式，樓主！這么簡單的問題也問，前提是你要弄懂這個公式，搞懂后任何鍍膜設(shè)備都不是問題，我這個是在小日本那里學(xué)來的

dirkjiayou	2014-07-03 15:25
你們所說的真空度可以理解成磁控濺射中的濺射氣壓嗎？

即興以來

2014-10-31 10:32

yaocs633:tangzs你的理論非常不錯, 5's~>up&
可太麻煩,現(xiàn)在一般都鍍出Glass/6.451H/aIR後,用850光譜儀測出光譜, Cu;5RSr2Z
爾後用TFC或其它軟件計算,就可以的出N,K,吸收等數(shù)據(jù), :-T*gqj|
很方便!!! ]?+{aS-]?k
哈哈哈哈哈阿 (2006-06-11 09:51) V3Z]DA

你好！
請問用TFC怎么計算材料折射率？
能不能說一下具體的步奏，非常感謝！

即興以來	2014-10-31 16:43
剛看到一個用tfc計算折射率的方法，不知道準(zhǔn)不準(zhǔn)，練習(xí)中

qxb2008	2014-12-25 14:02
謝謝樓主分享，學(xué)習(xí)了。 )kXhtjOl\| ypOLp SYk www.laomaotao.net/?M7843

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