椭圆偏振光谱仪原理
椭圆偏振仪WZH(PDF)

SGC-1A 椭圆偏振仪测量原理在近代科学技术的许多部门中对各种薄膜的研究和应用日益广泛.因此,更加精确和迅速地测定一给定薄膜的光学参数已变得更加迫切和重要.在实际工作中虽然可以利用各种传统的方法测定光学参数(如布儒斯特角法测介质膜的折射率、干涉法测膜厚等),但椭圆偏振法(简称椭偏法)具有独特的优点,是一种较灵敏(可探测生长中的薄膜小于0.1nm 的厚度变化)、精度较高(比一般的干涉法高一至二个数量级)、并且是非破坏性测量.是一种先进的测量薄膜纳米级厚度的方法.它能同时测定膜的厚度和折射率(以及吸收系数).因而,目前椭圆偏振法测量已在光学、半导体、生物、医学等诸方面得到较为广泛的应用.这个方法的原理几十年前就已被提出,但由于计算过程太复杂,一般很难直接从测量值求得方程的解析解.直到广泛应用计算机以后,才使该方法具有了新的活力.目前,该方法的应用仍处在不断的发展中.一、实 验目 的1、了解椭圆偏振法测量薄膜参数的基本原理;2、初步掌握椭圆偏振仪的使用方法,并对薄膜厚度和折射率进行测量.二、实 验原 理椭偏法测量的基本思路是,起偏器产生的线偏振光经取向一定的1/4波片后成为特殊的椭圆偏振光,把它投射到待测样品表面时,只要起偏器取适当的透光方向,被待测样品表面反射出来的将是线偏振光.根据偏振光在反射前后的偏振状态变化,包括振幅和相位的变化,便可以确定样品表面的许多光学特性.1、椭偏法测量薄膜厚度的光路图椭偏法测量薄膜厚度的光路原理如图1所示.氦氖激光管发出的波长为 632. 8 nm 的光,先后通过起偏器Q,1/4波片C 入射到待测薄膜F 上,反射光通过检偏器R 射入光电接收器T. 其中p 和s 分别代表平行和垂直于入射面的二个方向.快轴方向f,对于负晶体是指平行于光轴的方向,对于正晶体是指垂直于光轴的方向. 慢轴方向L,对于负晶体是指垂直于光轴方向,对于正晶体是指平行于光轴方向.从Q,C 和R 用虚线引下的三个插图都是迎光线看去的.t 代表Q 的偏振方向,f 代表C 的快轴方向,t r 代表R 的偏振方向.图1 椭偏仪光路2、椭偏方程与薄膜折射率和厚度的测量原理如图2所示为一光学均匀和各向同性的单层介质膜.它有两个平行的界面,通常,上部是折射率为n 1的空气(或真空).中间是一层厚度为d 折射率为n 2的介质薄膜,下层是折射率为n 3的衬底,介质薄膜均匀地附在衬底上,当一束光射到膜面上时,在界面1和界面2上形成多次反射和折射,并且各反射光和折射光分别产生多光束干涉.其干涉结果反映了膜的光学特性.设1 表示光的入射角,2 和3 分别为在界面1和2上的折射角.根据折射定律有 332211sin sin sin n n n (2.1)图2薄膜干涉光波的电矢量可以分解成在入射面内振动的P 分量和垂直于入射面振动的s 分量.若用E ip 和E is 分别代表入射光的p 和s 分量,用E rp 及E rs 分别代表各束反射光K 0,K 1,K 2,…中电矢量的p 分量之和及s 分量之和,则膜对两个分量的总反射系数R p 和R s 定义为R P =E rp /E ip , R s =E rs /E is (2.2) 经计算可得 2212211i p p i p p ip rpp e r r e r r E E R , 2212211i s s i s s is rs s er r e r r E E R (2.3) 式中,r 1p 或r 1s 和r 2p 或r 2s 分别为p 或s 分量在界面1和界面2上一次反射的反射系数.2δ为任意相邻两束反射光之间的位相差.根据电磁场的麦克斯韦方程和边界条件,可以证明 )tan(/)tan(21211 p r , )sin(/)sin(21211 s r ;)tan(/)tan(32322 p r , )sin(/)sin(32322 s r . (2.4) 式(2.4)即著名的菲涅尔(Fresnel)反射系数公式.相邻两反射光束间的位相差为:122122224π4π2 sin cos n n d n d (2.5)式中,λ为真空中的波长,d 和n 2为介质膜的厚度和折射率.在椭圆偏振法测量中,为了简便,通常引入另外两个物理量ψ和Δ来描述反射光偏振态的变化.它们与总反射系数的关系 定义为 ))(1()1)((tan 221221221221 i s s i p p i s s i p p s pi e r r e r r e r r e r r R R e (2.6)上式简称为椭偏方程,其中的ψ和Δ称为椭偏参数(由于具有角度量纲也称椭偏角).由式(2.1),式( 2.4),式( 2.5)和上式可以看出,参数ψ和Δ是n 1,n 2,n 3,1 , 和d 的函数.其中n 1,n 3, 和1 可以是已知量,如果能从实验中测出ψ和Δ的值,原则上就可以算出薄膜的折射率n 2和厚度d.这就是椭圆偏振法测量的基本原理.实际上,究竟ψ和Δ的具体物理意义是什么,如何测出它们,以及测出后又如何得到n 2和d,均须作进一步的讨论.3、ψ和Δ的物理意义用复数形式表示入射光和反射光的p 和s 分量)exp(ip ip ip i E E , )exp(is is is i E E ;)exp(rp rp rp i E E , )exp(rs rs rs i E E . (3.1)式中各绝对值为相应电矢量的振幅,各θ值为相应界面处的位相. 由式(2.6),式(2.2)和式(3.1)式可以得到)]}()[(exp{)exp()exp()exp()exp(//tan is ip rs rp iprs is rp ip ip rs rs is is rp rp is rs ip rp s p i i E E E E i E i E i E i E E E E E R R e)]()[(|||E ||||E |is ip rs rp ip rs is rp iΔi E E e exp tan (3.2)比较等式两端即可得 ip rs isrp E E E E tan , )()(is ip rs rp (3.3)式(3.3)表明,参量ψ与反射前后p 和s 分量的振幅比有关.而参量Δ与反射前后p 和s 分量的位相差有关.可见,ψ和Δ直接反映了光在反射前后偏振态的变化.一般规定,ψ和Δ的变化范围分别为0≤ψ<π /2和0≤Δ<2π.当入射光为椭圆偏振光时,反射后一般为偏振态(指椭圆的形状和方位)发生了变化的椭圆偏振光(除去ψ<π/4且Δ=0的情况).为了能直接测得ψ和Δ,须将实验条件作某些限制以使问题简化.也就是要求入射光和反射光满足以下两个条件:(1)要求入射在膜面上的光为等幅椭圆偏振光(即P 二分量的振幅相等).这时,1/ ip is E E ,式(3.3)则简为: rs rp E E /tan (3.4)(2)要求反射光为一线偏振光.也就是要求0 rs rp (或π),式(3.3)则简化为)(is ip Δ (3.5)满足后一条件并不困难.因为对某一特定的膜,总反射系数比R p /R s 是一定值.式(2.6)决定了 i e tan 也是某一定值.根据(3.5)式可知,只要改变入射光二分量的位相差(θip –θis ),直到其大小为一适当值(具体方法见后面的叙述),就可以使0 rs rp (或π),从而使反射光变成一线偏振光.利用一检偏器可以检验此条件是否已满足.以上两条件都得到满足时,式(3.4)表明,tanψ恰好是反射光的p 和s 分量的幅值比,ψ是反射光线偏振方向与s 方向间的夹角,如图3所示.式(3.5)则表明,Δ恰好是在膜面上的入射光中s 和p 分量间的位相差.4、ψ、Δ和d 的测量(1)如图1所示.无论起偏器的方位如何,经过它获得的线偏振光再经过1/4波片后一般成为椭圆偏振光.为了在膜面上获得p 和s 二分量等幅的椭圆偏振光,即1/ ip is E E ,只须转动1/4波片,使其快轴方向f 与s 方向的夹角α=土π/4即可.如图4所示:图4 0E 为通过起偏器后的电矢量,1p 为0E 与S 方向间的夹角(以下简称起偏角).令γ表示椭圆的开口角(即两对角线间的夹角).根据晶体光学知识可知,通过1/4波片后,0E 沿快轴的f E 分量与沿慢轴的l E 分量比较,位相上超前π/2.如图用数学式可以表达成: )4cos()4cos()2/cos(1021020p iE e p E e E E i i f(4.1) )4sin()2sin()22cos(1000p E E E E l (4.2)图3再将f E 和l E 向p 和s 两个方向投影可得到p 和s 的电矢量分别为: )43(01101101101010122)43sin()43cos(2224sin()24cos(22)4cos()4sin(22)4sin(22)4cos(224cos 4cos p i l f ip e E p i p E p i p E p i p E p E p E i E E E(4.3) )4(01101101101010122)4sin()4cos(22)42sin()42cos(22)4cos()4sin(22)4sin(22)4cos(224sin 4sin p i l f is e E p i p E p i p E p i p E p E p E i E E E(4.4)由式(4.3)和式(4.4)看出,当1/4波片放置在+π/4角位置时,的确在p 和s 两方向上得到了幅值均为2/20E 的椭圆偏振入射光.入射光的p 和s 的位相差为 11122443p p p is ip (4.5) 另一方面,从图4上的几何关系可以得出,开口角γ与起偏角P 1的关系为142p 即 122p (4.6) 则(4.6)式变为 is ip (4.7) 由式(3.5)可得 22)(1 p is ip (4.8) (2)为了进一步使反射光变成为间一线偏振光E,可转动起偏器,使它的偏振方向t 与s 方向的夹角P 1为某些特定值.这时,如果转动检偏器R 使它的偏振方向t r 与E r 垂直,则仪器处于消光状态,光电接收器T 接收到的光强最小,检流计的示值也最小.检偏方位角ψ,便可以在此消光状态下直接读出.本实验中所使用的椭偏仪,可以直接测出消光状态下的起偏角p 和检偏方位角 . 在测量中,为了提高测量的准确性,常常不是只测一次消光状态所对应的1p 和1 值,而是将两种消光位置所对应的两组(1p , 1 ),(2p , 2 )值测出,经处理后再利用软件程序算出Δ和d 值.其中,( 1p , 1 )和(2p , 2 )所对应的是1/4波片快轴相对于S 方向置+π/4时的两个消光位置或对应的是1/4波片快轴相对于s 方向置-π/4的两个消光位置(反射后P 和S 光的位相差为0或为π时均能合成线偏振光).将两组(p , )换算,求平均值,方法如下:(1)区分(1p , 1 )和(2p , 2 ),当o o 900 ,为1 ,对应1 的为1p ,另一组为2 ,2p(2)把(2p , 2 )换算成('2p , '2 )根据下式:2'2180 o ; o o o o o o p p p p p 1809090900902222'2当当(3)把(1p , 1 )与('2p , '2 )求平均值,即:2/)('21p p p 2/)('21 将p , 代入软件程序即可计算出Δ和d值。
达芬奇椭圆仪原理

达芬奇椭圆仪原理
达芬奇椭圆仪是一种用来测量光的偏振状态的仪器,其原理基于光的偏振现象和光的干涉现象。
达芬奇椭圆仪包括一个偏振片、一个椭圆偏振片、一个四分之一波片和一个检偏器。
首先,通过旋转偏振片可以改变待测光束的偏振方向,并透过椭圆偏振片。
椭圆偏振片的主轴与偏振片的偏振方向夹角可调,当二者相互垂直时,椭圆偏振片具有最不完全的解偏状态,能够将所有偏振方向的光变为等振幅的椭圆偏振光。
接着,这束椭圆偏振光经过四分之一波片,将椭圆偏振光变成线偏振光,并且沿着四分之一波片的光轴方向转动了一个特定的角度。
最后,通过调节检偏器的光轴方向,可以观察到数个等强度的干涉光环,这些光环的位置和数量是由待测光的偏振状态决定的。
根据椭圆偏振光的振幅、相位和相对偏振方向之间的关系,可以通过测量这些光环的强度和位置,来确定待测光的偏振状态,包括线偏振角度、椭圆偏振椭率、方位角等参数。
总而言之,达芬奇椭圆仪通过利用光的偏振和干涉现象,可以精确地测量光的偏振状态,对于光学相关的实验和研究具有重要的应用价值。
椭圆偏光仪(Ellipsometry)

橢圓偏光儀的應用
在半導體、物理、化學、材料、生物、機械、 冶金和生物醫學工程中廣泛應用
半導體、光學薄膜、晶圓、金屬、介電薄膜、 玻璃及有機薄膜等,另外也可應用於介電、非 晶半導體、聚合物薄膜及薄膜生長過程的即時 監控等量測
可以用來測量薄膜的偏振特性及色散特性,特 別是可研究薄膜生長的初始階段,並用以計算 分子層的厚度及密度等。在其量測的精確度及 高速且非破壞性量測等特性下,無論在產業應 用上或基礎學術研究上都有非常廣的應用層面
橢圓偏光儀種類
一種為歸零式的消光法(null elliposmeter),如 圖二(a)所示,利用旋轉橢圓儀中光學元件的 角度 使其偵測到的光訊號強度最小,再根據 這些光學元件之角度計算出Δ與Ψ
一種為相位調制光度量測法(photometric ellipsometer),如圖二(b)所示,利用相位調制 技術,將其中之光學元件加入調制訊號,然後 利用鎖相放大技術來處理所得之光強度,再經 由傅利葉分析求得Δ與Ψ
橢圓偏光儀無法直接測量樣品的物理參數,必 須藉由一模型來描述樣品的物理性質,以數值 分析求得實際樣品的物理參數
因此數值分析方法亦決定橢圓偏光儀量測的準 確性及應用的範圍
對比較單純的結構可以等比級數的公式計算 當考慮多層膜結構時,由於各層間皆有交互作
用,無法利用級數法來求解,必須利用遞迭的 方式,一層層地以電腦程式計算穿透係數及反 射係數。
儀器結構
光源:為單一波長的雷射光或白光產生 器附加單光儀以調變所需的波長
偏光片:光源一般為非偏極光,因此需 藉一偏光片,將光源轉成線性偏極光
補償片:通常為四分之一波片,其功能 在於確定入射於分析片之前的光為線性 偏極光
分析片:結構同偏光片,用於分析反射 光之極化現象
椭圆仪原理

椭圆仪原理椭圆仪是一种用来测量光学元件光学性能的仪器,它主要用于测量透明材料的折射率、消光比、厚度以及各向异性等参数。
椭圆仪原理是基于椭偏振光的性质,通过测量入射光线在样品表面反射后的偏振状态变化,从而得到样品的光学参数。
下面将详细介绍椭圆仪的工作原理。
1. 光的椭偏振。
椭圆仪利用椭偏振光的性质进行测量。
椭偏振光是一种特殊的偏振光,它的振动方向在一个平面内旋转,且振幅和相位都发生变化。
这种光是由线偏振光和圆偏振光组合而成的,可以用椭圆的轨迹来描述其振动状态。
2. 入射光的偏振状态。
当线偏振光以一定角度入射到样品表面时,其振动方向会发生改变,从而产生椭偏振光。
这种光线在样品表面发生反射后,其振动状态会发生进一步的变化,通过测量反射光的振动状态,可以得到样品的光学参数。
3. 椭圆仪的测量原理。
椭圆仪通过测量入射光线在样品表面反射后的振动状态来确定样品的光学性能。
它利用椭偏振光的特点,通过调整入射光的入射角度、波长和偏振方向,测量反射光的振动状态,然后利用数学模型对测量数据进行分析,得到样品的折射率、消光比、厚度等参数。
4. 数据处理和分析。
椭圆仪测量得到的数据需要经过一定的处理和分析才能得到最终的结果。
一般来说,需要将测量得到的椭偏振光参数转换成样品的光学参数,这涉及到复杂的数学计算和模型拟合。
同时,还需要考虑到样品的各向异性和表面粗糙度对测量结果的影响,进行相应的修正和校正。
5. 应用领域。
椭圆仪主要应用于半导体材料、光学薄膜、生物医学材料等领域,用于研究材料的光学性能和表面特性。
在半导体工业中,椭圆仪被广泛应用于薄膜厚度、折射率和消光比的测量;在生物医学领域,椭圆仪可以用于研究生物膜的光学特性和生物分子的结构。
6. 总结。
椭圆仪是一种重要的光学测试仪器,它利用椭偏振光的原理,可以准确、快速地测量透明材料的光学参数。
通过对入射光和反射光的振动状态进行测量和分析,可以得到样品的折射率、消光比、厚度等重要参数,为材料的研究和应用提供了重要的数据支持。
变角度椭圆偏振光谱法

变角度椭圆偏振光谱法:揭示薄膜秘密的非接触式光学利器引言:在科技的快速发展中,光学技术日益成为研究各种物质特性的重要手段。
其中,变角度椭圆偏振光谱法作为一种非接触式、非破坏性的光学技术,正越来越受到科研人员的青睐。
它能够测量薄膜厚度、折射率(n)和消光系数(k)等参数,为研究薄膜物理和光学特性提供了强有力的工具。
一、变角度椭圆偏振光谱法的基本原理光束在遇到薄膜时,其偏振态会产生变化。
这种变化与薄膜的厚度、折射率和消光系数等因素有着密切的关系。
变角度椭圆偏振光谱法通过测量入射光和反射光的偏振态变化,采用拟合方法获得薄膜的厚度、折射率和消光系数等参数。
在具体操作中,光源会发出一定角度的光束照射到样品表面,然后收集反射回来的光束,并测量其偏振态的变化。
通过改变入射光的角度,可以获得不同角度下的偏振态变化数据。
通过拟合这些数据,我们就可以获得薄膜的厚度、折射率和消光系数等参数。
二、变角度椭圆偏振光谱法的应用变角度椭圆偏振光谱法不仅可以用于测量薄膜的物理参数,如厚度、折射率和消光系数,还可以用于研究影响光偏振的其他特性,例如粗糙度、光学各向异性(双折射)、晶体性质、成分、光学带隙和热膨胀等。
这些研究对于理解材料的物理和化学性质,以及在工业生产中的应用具有重要意义。
然而,需要注意的是,这种方法并不直接测量上述参数,而是通过构建一个描述样品光学参数的模型,然后拟合未知参数以获得理论响应与实验数据之间的最佳匹配。
因此,结果的准确性取决于模型的准确性和实验条件等因素。
三、变角度椭圆偏振光谱法的优势与前景变角度椭圆偏振光谱法作为一种非接触式和非破坏性的光学技术,具有以下优势:非接触性:这种方法不需要直接接触样品,避免了可能对样品产生的物理或化学影响。
非破坏性:在样品制备过程中或者珍贵样品的使用过程中,非破坏性的测试方法显得尤为重要。
高精度:通过对实验数据的精确测量和理论模型的精确构建,可以实现高精度的参数测量。
适用范围广:这种方法可以应用于各种不同类型的薄膜材料,无论是金属、半导体还是有机材料。
光谱氏椭偏仪原理

光谱氏椭偏仪原理
光谱氏椭偏仪原理是基于光的偏振现象和不同波长的光与物质相互作用的规律。
光谱氏椭偏仪采用的是光的偏振态和其在样品中的吸收、反射、散射等效应之间的关系。
椭偏仪工作原理如下:
1. 偏振光源:椭偏仪通过选择合适的偏振光源,如线偏振光源、环偏振光源等,来产生特定偏振态的光。
2. 样品和样品旋光现象:将要测量的样品置于光路中,样品会对透过的光进行吸收、散射或反射等作用,同时会引起光波的偏振轴发生旋转,即样品旋光现象。
3. 检测和分析:通过调整光路中的检测器,可以分离出偏振光经样品后被样品吸收、反射或散射后的不同成分,并测量其光的相关参数,如偏振态的旋转角度、振幅比、偏振椭圆的长短轴等。
4. 光谱测量:通过改变光源的波长,可以获取样品在不同波长下的偏振态变化,从而得到样品在不同波长下的光学特性和吸收或散射的规律。
总结来说,光谱氏椭偏仪原理利用光的偏振特性和样品对光的吸收、反射或散射的作用,通过测量偏振光的参数来获取样品的光学特性和分析样品的组成、结构等信息。
椭偏仪的原理和应用

椭偏仪的原理和应用一、椭偏仪的原理•椭偏仪,又称为椭圆偏光仪或椭偏仪器,是一种用于测量光的偏振状态的仪器。
•椭偏仪基于光的偏振现象,利用偏振光经过样品后改变了偏振的状态,以及这种改变与样品的性质之间的关系。
•椭偏仪通过测量光波的振幅,相位和偏振状态的变化,可以获得有关样品的物理和化学特性的信息。
1. 偏振光简介•光是一种电磁波,其电场振动方向与传播方向的关系被称为光的偏振状态。
•偏振光是指在一定条件下,光波的电场振动方向具有明显的偏好性,而不是在所有方向上均匀分布。
2. 椭偏仪的基本组成•光源:通常使用激光光源或者白光源。
•偏振元件:包括偏光片,波片等,用于生成不同偏振状态的光。
•样品室:用于放置待测样品的空间,通常具有可调节厚度和温度的功能。
•探测器:用于检测经过样品后的光的偏振状态。
3. 椭偏仪的工作原理椭偏仪的工作原理基于以下几个关键步骤: 1. 光源产生的偏振光经过偏振元件产生特定的偏振状态。
2. 经过样品后的光在偏振状态上发生变化。
3. 探测器测量样品后的光的偏振状态变化。
4. 根据测量结果,分析样品的物理和化学特性。
二、椭偏仪的应用椭偏仪在多个领域有着广泛的应用,以下列举了一些常见的应用场景:1. 生物医学研究•椭偏仪可用于生物组织和细胞的光学特性研究,例如研究细胞的偏振散射特性和蛋白质结构的变化。
•在药物研发中,椭偏仪可以用来研究药物在不同环境下的光学性质,为药物设计提供参考依据。
2. 材料科学•椭偏仪可以用来研究材料的光学特性,例如研究材料的折射率、透明度、光学吸收和散射等性质。
•在光电子学领域,椭偏仪可以用来研究材料的电子结构,包括禁带宽度、能带结构和载流子的光学特性。
3. 光学器件设计•椭偏仪可以用来研究光学器件的偏振特性,为光学器件的设计和优化提供参考依据。
•对于偏振光学器件的研究和开发,椭偏仪可以快速测量偏振度、相位差和椭圆度等参数。
4. 环境监测•椭偏仪可以用于环境监测,例如测量大气污染中颗粒物的偏振散射特性,提供空气质量监测和粒子分析的数据支持。
光谱椭偏仪工作原理

光谱椭偏仪工作原理
光谱椭偏仪是一种用于测量光电材料的椭偏性质的仪器。
它的工作原理可以分为以下几个方面:入射光的偏振状态、样品的产生转动、样品对光的转换以及测量结果的计算。
首先,在光谱椭偏仪的工作中,入射光的偏振状态是非常重要的。
入射光经过一个光源,并通过特定的光学元件,如偏振器或增透片,来实现特定的偏振状态。
这些元件可以使光只有一个特定方向的振动。
通过调整偏振器或增透片的角度,可以改变入射光的偏振方向。
接下来,样品的转动是光谱椭偏仪中的关键步骤之一。
样品通常是由具有椭圆镜的样品室组成,可以在样品室中进行旋转操作。
通过旋转样品,可以使样品相对于入射光的偏振方向发生变化。
这种变化可以通过控制样品室的旋转角度来实现。
然后,经过样品的转动后,入射光会与样品进行相互作用,并发生光的转换。
这种光的转换是由样品的椭偏性质决定的。
样品可以呈现出不同的椭圆偏振状态,如椭圆偏振光、线偏振光或者圆偏振光。
样品对入射光的转换会导致光波的幅度和相位发生变化。
最后,在测量结果的计算过程中,光谱椭偏仪会利用一系列的光学元件来分析经过样品转换后的光。
这些元件包括增透片、检偏器和光谱仪等。
使用这些元件进行光的分析,可以测量出光谱椭偏仪的输出信号,即样品转换后的光信号。
通过对这些信号的分析和处理,可以得到有关样品的椭偏性质的详细信息。
总之,光谱椭偏仪的工作原理包括对入射光的偏振状态进行调整、样品的转动和样品对光的转换以及测量结果的计算。
通过深入了解这些原理,可以更好地理解光谱椭偏仪在测量光电材料椭偏性质中的应用。
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椭圆偏振光谱仪原理
椭圆偏振光谱仪的原理基于波动光学的理论。
光是一种电磁波,可以沿着不同的方向振动。
当光的振动方向固定时,称其为线偏振光。
而当光的振动方向随时间变化时,称其为圆偏振光。
椭圆偏振光是介于线偏振光和圆偏振光之间的一种特殊光。
椭圆偏振光谱仪通过将待测光与已知偏振状态的光进
行干涉,然后测量干涉光的强度和相位来确定待测光的偏振状态。
具体而言,椭圆偏振光谱仪由一个偏振器、一个样品、一个波片和一个偏振分束器组成。
待测光通过偏振器,该偏振器可以将光的振动方向限制在一个特定的方向上。
然后,通过调整波片的角度,可以改变干涉光的相对相位。
在这个过程中,椭圆偏振光谱仪会同时测量入射光和反射光的干涉光强度和相位。
接下来,椭圆偏振光谱仪将测量到的干涉光强度和相位与已知偏振状态下的理论值进行比较。
通过最小二乘法等数学方法,可以确定待测光的椭圆偏振参数,如椭圆偏振振幅、椭圆偏振相位和偏振椭圆的长短轴。
通过测量椭圆偏振参数,可以确定光的偏振状态。
例如,当椭圆偏振振幅为0时,表示光为线偏振光;当椭圆偏振振幅为1时,表示光为圆偏振光;而当椭圆偏振振幅介于0和1之间时,表示光为椭圆
偏振光。