[发明专利]一种透明超薄膜折射率及厚度测量方法

权利要求书

1.一种透明超薄膜折射率及厚度测量方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1以2πd_T/λ为变量对待测透明超薄膜椭偏比ρ₁进行二阶泰勒展开获得幂级数形式，其中，d_T为待测透明超薄膜的厚度，λ为入射光的波长：

S2分离出幂级数形式中与透明超薄膜厚度相关的参量T₁和T₂，并获得以下表达式：

其中，n₀为周围介质的折射率，n_s为基底折射率，n_T为待测透明超薄膜的折射率，基底为透明或近似透明；

S3计算幂级数形式的实部与虚部平方的斜率R，根据斜率R计算的具体值；

S4将步骤S3计算的具体值带入步骤S2的表达式中求解出透明超薄膜的折射率n_T，并根据透明超薄膜的折射率n_T计算获得透明超薄膜的厚度d_T。

2.如权利要求1所述的透明超薄膜折射率及厚度测量方法，其特征在于，步骤S1中的幂级数形式具体为：

其中，ρ₀为透明超薄膜所用基底的椭偏比，d_T为待测透明超薄膜的厚度，λ为入射光的波长，ρ₁'、ρ”_a和ρ”_b均为系数。

3.如权利要求1所述的透明超薄膜折射率及厚度测量方法，其特征在于，步骤S2中的参量T₁和T₂具体为：

4.如权利要求1所述的透明超薄膜折射率及厚度测量方法，其特征在于，步骤S3中的斜率R具体采用如下公式计算：

其中，Reρ₀和Reρ₁分别为基底椭偏比ρ₀的实部和透明超薄膜椭偏比ρ₁的实部，Imρ₀和Imρ₁分别为基底椭偏比ρ₀的虚部和透明超薄膜椭偏比ρ₁的虚部。

5.如权利要求1所述的透明超薄膜折射率及厚度测量方法，其特征在于，步骤S3中的具体值采用如下公式计算：

其中，n₀为周围介质的折射率，n_s为基底折射率，θ₀为入射光的入射角，θ₁为入射光在基底的折射角，R为斜率。

6.如权利要求1-5任一项所述的透明超薄膜折射率及厚度测量方法，其特征在于，步骤S4中n_T和d_T具体采用如下方式确定：

S41判断预先测定的透明超薄膜椭偏比ρ₁和基底椭偏比ρ₀是否相等，若是，则n_T＝n_s，然后根据透明超薄膜的折射率n_T计算ρ₁'，并利用公式计算透明超薄膜的厚度d_T，其中，Imρ₁为透明超薄膜椭偏比ρ₁的虚部，λ为入射光的波长；若否，则转入步骤S42；

S42通过下式计算出透明超薄膜的两个折射率：

S43根据透明超薄膜的两个折射率利用公式分别计算出两个厚度，然后利用厚度需为正的物理条件判断出正确的折射率。

7.如权利要求6所述的透明超薄膜折射率及厚度测量方法，其特征在于，ρ₁'采用如下公式计算：

其中，n₀为周围介质的折射率，n_s为基底折射率，θ₀为入射光的入射角，θ₁为入射光在基底的折射角，n_T为步骤S4求解出的透明超薄膜的折射率。