[发明专利]半透明固体材料光学常数的测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种半透明材料光学常数的测量方法。

背景技术

透射法是获取半透明固体材料光学常数的常用方法，根据需要测量样品厚度的不同可分为两类：单厚度透射法和双厚度透射法。单厚度透射法计算过程中需要联立Kramers-Kronig(K-K)色散关系式，是目前应用较为广泛的方法，但是采用简化方法构造K-K关系式实现光学常数的求解且其过程繁琐。使用两块不同厚度样品的双厚度透射法原理简单，不需要采用K-K关系式，且不需要简化，但其实现的关键在于获取不同厚度下光谱透射数据，再利用光度学方法进行计算，如李全葆等人(李全葆，宋炳文，魏天衢.Hg_1-xCd_xTe光学常数测量.红外技术，1996，18(5)：17-20)，苏星等人(苏星，李正芬，刘成赞，陈燕，赵云生.一种红外硒化物玻璃的光学常数及其增透膜.红外技术，1991，13(5)：15-18)，均采用两个不同厚度的样品，分别测量其光谱透射数据，然后进行反演计算，其计算方法仅适用于两块不同厚度的样品光谱透射数据的计算。然而，大多数半透明固体材料为单厚度样品，使用两块不同厚度样品的双厚度透射法在实际测量中存在一些不便，导致目前双厚度透射法不能满足利用两块相同厚度样品实现其光学常数的测量。

发明内容

本发明的目的是提供一种半透明材料光学常数的测量方法，以解决目前双厚度透射法不能满足利用两块相同厚度样品实现其光学常数的测量的问题。

本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：所述方法包括如下步骤：步骤一、测量透射光谱：利用傅里叶光谱仪测量单块样品的法向透射光谱测量值T_单，然后再利用傅里叶光谱仪测量两块相同厚度L的样品叠加后的法向透射光谱测量值T_叠；

步骤二、求解光学常数：

步骤二一、假定半透明固体材料光学常数的折射指数n₀、吸收指数k₀，最大迭代次数N＝10000，迭代精度e＝10^-7；

步骤二二、选取测量波长λ_i下两种透射光谱测量值T_单和T_叠带入反射率计算函数，j＝j+1，且假定测量波长λ_i下半透明固体材料光学常数的折射指数n_i＝n₀、吸收指数k_i＝k₀，表达式为：

其中，ρ_i为固体材料在波长λ_i的计算反射率，L为单块样品的厚度，j为迭代次数；

步骤二三、将公式1-1计算出的ρ_i和单块样品透射光谱测量值T_单i带入吸收指数计算函数，表达式为

其中，k_i为固体材料在波长λ_i的吸收指数；

步骤二四、将公式1-1中计算的ρ_i和公式1-2中计算的k_i带入折射指数计算函数，表达式为