膜厚測量原理（二）-光譜反射基礎

正文

膜厚測量原理（二）-光譜反射基礎

單界麵

當光穿過不同物質的界麵時，反射就發生了。反射光的多少取決(jue) 於(yu) n和k的不連續性。空氣中物質的反射光公式： 

要了解如何用光譜反射測量光學常熟，假設光被無吸收物質（k=0）反射的簡單情形。就是

顯然，材料的折射率n可以通過測量反射率R來決(jue) 定。實際情況下，折射率n隨波長變化（就是說，材料會(hui) 發生色散）。但是因為(wei) 已經知道很多波長的反射率，在這些波長下的折射率n就可以推算出來，如上麵的公式所示。

多層界麵

現在考慮塗在材料上的一層薄膜。這種情形下，薄膜的頂部和底部都會(hui) 反射光。總反射光量是這兩(liang) 部分反射光的疊加。因為(wei) 光的波動性，這兩(liang) 部分反射光可能幹涉相長（強度相加）或幹涉相消（強度相減)，這取決(jue) 於(yu) 它們(men) 的相位關(guan) 係。

而相位關(guan) 係取決(jue) 於(yu) 這兩(liang) 部分反射光的光程差，光程差又是由薄膜厚度，光學常數，和光波長決(jue) 定的。當薄膜內(nei) 光程等於(yu) 光波長的整數倍時，兩(liang) 組反射光相位相同，因而幹涉相長。當光重直人射到透明薄膜時就是這種情形，即2nd =iλ，這裏d薄膜厚度，i是整數（係數2是因為(wei) 光穿過薄膜兩(liang) 次）。

相反，薄膜內(nei) 光程是波長整數倍加半時，即 2nd=(i+1/2)λ時，兩(liang) 組反射光相位相反，因而幹涉相消。反射率可以合成一個(ge) 簡單公式：

從(cong) 公式看出，薄膜反射率隨波長的倒數周期性地變化，如下圖所示。在相同的波長下，較厚的薄膜產(chan) 生更多的振蕩，較薄的薄膜產(chan) 生較少的振蕩，並且常常隻有一個(ge) 振蕩的一部分。

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