[求助]根据反射和透射曲线，有什么软件可以反推折射率和厚度？？

godblessxiagrui

如题

rmchen

自己编呗。我就自己写了一个。

likeoe

镀个较厚一点的单层膜，根据极值点（膜比基底折射率高的看极小值，膜比基底折射率低的看极大值，并且选取长波段的极值点，因为在长波段折射率色散小）估算出膜层的折射率，该点的反射率，根据薄膜光学原理，相当于单个四分之一光学厚度的膜厚（单层四分之一光学厚度的薄膜等效折射率为n^2/ng,n为膜的折射率，ng为基底折射率)的反射率。算出折射率后，再判断极值级次，根据这个级次就可算出膜厚。现在举一例子加深理解。

图中基底折射率为1.52，该曲线的透过率极大值是空白玻璃的透过率，说明镀的膜没有起增透作用，判断膜的折射率应该大于基底的折射率，所以我们要选极小值点的反射率来分析薄膜的折射率（选极大值等于在分析空白玻璃，因为是偶数个四分之一膜厚，等同虚设层），为选色散小的区域，可以找到最长波段的极小值为1184nm，透过率为80.08%。设空白基底的单面透过率为T1，镀有膜层侧的单面透过率为T2，总和透过率，也就是所测透过率为T，则有关系式1/T=1/T1 + 1/T2 - 1(大家可以自己推算，就是简单的等比数列叠加，可先算出R1，R2和R的关系式　R＝(R1＋R2－2R1R2)/(1-R1R2),然后用1-Rx代替Tx），在这儿T1=95.742%, T=80.08%, T2为未知数，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，这就是膜层的折射率

然后来算膜厚。首先判断透过率曲线的级次，在脑中要明确的是，当膜的折射率大于基底时，所有的极小值都是奇数个四分之一膜厚，当膜的折射率小于基底时，所有的极大值都是奇数个四分之一膜厚，根据前面分析，这儿当然是极小值啦。如果没有折射率色散，相邻两个极值之间　的波长位置的比值应为k/(k+1), k=1,3,5,7....(设第一个极值位置波长为λ1,相邻的另一个极值位置波长为λ2，这里假设λ2的级次高于λ1,所以λ1＞λ2，则kλ1/4=nd, (k+1)λ2/4=nd,两者比较后，就得出λ1/λ2=(k+1)/k )。我们来看891.0nm和1184nm这两个极值，1184/891=1.328，　所以判断k=3，于是根据kλ1/4=nd　有　d=kλ1/4n=3*1184/(4*1.91)=464.9nm。

说明：这种方法只是粗略地估计膜层的折射率和厚度，因为我们忽略了折射率的色散，也忽略了薄膜在沉积过程中的折射率非均匀性。要精确测量还是要通过带有修正因子的程序拟合，或且专门仪器测量。

[此贴子已经被作者于2004-5-28 12:00:45编辑过]

likeoe

可以参考，不很精确，但对实际还是非常有指导作用的。我也说了，要得到精确的折射率和厚度还要做些更细致的工作，编个程序拟合吧。

大家能不能看到图啊，我从没插过图片，不会用。

mzxnhgs

likeoe兄，那图看不到呀！

mzxnhgs

看到了，谢谢

zz

用TFC或MACLOAD

rmchen

以下是引用likeoe在2004-5-28 9:56:50的发言：

可以参考，不很精确，但对实际还是非常有指导作用的。我也说了，要得到精确的折射率和厚度还要做些更细致的工作，编个程序拟合吧。

大家能不能看到图啊，我从没插过图片，不会用。

这个方法我也常用。但是务请注意一点：不要镀得太厚，否则吸收的影响会较大。注意一下曲线底部的反射率是否光板的反射率。吸收使得光板的反射率小于正确值。我通常的做法是：预先估算一个试镀厚度，使得计算点落在工作点附近，然后只取这一个值。当然厚点会同时得到几个点的数据，但对吸收高的高折射率材料要小心。

ofao

根据测试结果，用TFCALC软件模拟