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科普:橢偏儀如何工作?
來源: 時間:2024-06-27 09:47:53 瀏覽:2082次

科普:橢偏儀如何工作?

 

橢偏儀(Ellipsometer)是一種光學測量儀器,主要用于測量材料的光學參數,如折射率、厚度、粗糙度等。

工作原理:

它的工作原理基于光的橢偏效應,即當光線通過介質時,由于介質對不同偏振方向的折射率不同,導致光線的偏振狀態發生改變;橢偏儀通過測量入射光和透射光的偏振狀態,從而得到有關材料性質的信息。

組成:

橢偏儀的基本構成部分包括光源、樣品室、光學系統、檢測器等。

光源通常采用激光器,因為激光具有單色性好、相干性高等特點,有利于提高測量精度;樣品室用于放置待測樣品;光學系統包括分束器、偏振片、補償器等,用于控制和調整光路;檢測器則用于檢測透射光的偏振狀態,常用的有光電探測器、硅光電池等。

工作過程:

橢偏儀的工作過程如下:

1. 光源發出的激光經過分束器分為兩束,一束作為入射光,另一束作為參考光;入射光穿過樣品,參考光則直接透過參考片。

2. 入射光和參考光分別經過偏振片,只有與偏振片方向一致的光才能通過;這樣,入射光和參考光的偏振狀態就得到了限制。

3. 經過偏振片后的入射光和參考光分別到達補償器;補償器的目的是消除光源自身的偏振效應,確保入射光和參考光的偏振狀態一致。

4. 補償后的入射光和參考光分別穿過樣品和參考片,此時,兩束光分別發生橢偏效應。

5. 穿過樣品和參考片后的兩束光再次經過偏振片,此時,偏振片對兩束光的偏振狀態進行了篩選,只有滿足偏振片方向的透射光才能通過。

6. 最后,透射光分別到達檢測器,檢測器將透射光的強度轉化為電信號,經處理后得到橢偏角等參數。

通過上述過程,橢偏儀可以得到樣品的光學參數;具體而言,橢偏角與樣品的折射率、厚度等因素有關;通過分析橢偏角,可以得到樣品的折射率、厚度、粗糙度等參數;此外,橢偏儀還可以用于測量樣品的相位、雙折射等光學性質。

應用領域:

橢偏儀在科研、工業等領域具有廣泛的應用。

在材料科學研究中,橢偏儀可以用于研究新型材料的光學性質,為材料設計和應用提供依據。

在半導體制造過程中,橢偏儀可用于監測薄膜厚度,確保生產過程的精度。

在生物醫學領域,橢偏儀可用于檢測生物組織的折射率,為疾病診斷提供信息。

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全部 3小時前 四川
文字是人類用符號記錄表達信息以傳之久遠的方式和工具。現代文字大多是記錄語言的工具。人類往往先有口頭的語言后產生書面文字,很多小語種,有語言但沒有文字。文字的不同體現了國家和民族的書面表達的方式和思維不同。文字使人類進入有歷史記錄的文明社會。
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