9椭偏仪兴虎.docx

实验日期：2011年5月11日温度：气压：湿度：
指导老师：吴魏雄实验者：曾兴虎合作者：余才班级：09物理
椭偏仪

一.实验目的
（1）、掌握椭偏光法测量的基本原理。
（2）、学会使用椭偏仪测量固体表面上介质薄膜的折射率和厚度。
二.实验及仪器
椭偏仪，薄膜
三．实验原理：
椭偏仪——其工作原理及结构原理图如下：
反射式椭圆偏振仪又称为表面椭偏仪，其基本原理是将激光器发出的光变成椭圆偏振光，投射到样品表面，观测反射光偏振状态的变化（包括振幅和位相），从而定出样品上膜层的厚度和折射率。该仪器采用波长为6328的He-Ne激光器作为单色光源。入射角和反射角均可在内自调由调节，因此可用于改变入射角的某些测量值。

实验测得的是检偏器和起偏器的消光角度组合。对应一片薄膜，共有两组消光角度组合（P1，A1）和（P2，A2），其中A1<90°，90°<A2<180°。
对A1和P2做以下处理A2’=180°—A2,P2’=P2+90°，得：

综上所述，只要测得反射消光时的（），和（）便可依据反射消光判据表算出和，从而完成和的测量。用的关系曲线定出和，再由（5）计算出，这就完成了薄膜折射率与厚度的测量。
4.实验步骤和内容
（对指定样品测其和）
1)对已知衬底的样品按关系曲线要求选取入射角（已调整好）。
2)1/4波片置于位置（已固定好）。
3)开启激光器电源，预热30分钟，激光管电流调到5mA-6mA之间，激光稳定之后即可测量。
4)将样品置于样品台上，把光电池接收转换开关转到红点上（此时为目视位置），调整样品台的高度，使光从反射光路的光栏中射入，并且在观察窗中间有一亮点。
5)交替转动起偏器2和检偏器5，直至在观察测窗孔中出现消光状态，记下此时的起偏角读数P和检偏角读数A。
6)重复5，测出另一消光点，记下相应P和A。
7)重复5、6两步，多次测量，求其平均值，算出和。
8)用曲线查出，再从—曲线查出，通过（5）式计算出。

五.实验数据：

122中P*、A*值平均值P（度）173.4082.60172.60173.20A（度）55.25124.5055.5055.38p’=82.60°+90°=172.60°A’=180°—124.50°=55.50°
则有：P平均=（173.00+173.40）/2=173.20；A平均=（55.25°+55.50）/2=55.38°
将P平均和A平均输入椭偏仪测量厚度软件，得出：ε=3.63；d=161.00nm
误差分析：由实验结果可知，误差稍微有些偏大，主要原因可能是以下两方面1：在实验过程中没有将样品台面保持绝对水平，导致了测量过程中出现较大的误差:2：在实验过程中，可能没有调到严格的消光就开始读数了，从而导致测量的结构出现了较大的误差！
六．实验感想：
放置样品薄膜时要认真确保其有切口的一面向上；调节样品台面下旋钮，要尽可能地使台面保持水平；调节起偏器和检偏器旋钮时要有耐心，测量消光点时要反复测量，确保实验结果更具可靠性。本次实验虽然简单，但是在调节台面水平的时候，还是需要一定的耐心。在第一次做本次实验的时候，由于自己比较浮躁，调节台水平话费了不少时间。但是在第二次做实验的时候总结了第一次做实验的经验，顺利的完成了实验内容。但是本次实验测到的结构误差稍微有点偏大。但是总的来说，实验还是相当成功的！