[发明专利]一种通过透射谱计算微米级单晶的折射率、消光系数及厚度的方法

权利要求书

1.一种通过透射谱计算微米级单晶的折射率、消光系数及厚度的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)测试样品的微区透射谱；

(2)读取所述微区透射谱的极值点出的波长λ_m和透射率T_m；

(3)通过所述极值点及其相邻极值点的波长λ_m计算出极值点的干涉阶数m；

(4)利用奇数极值点的透射率T_odd计算奇数极值点的近似折射率；

(5)在偶数极值点处，将近邻两奇数极值点的近似折射率平均作为近似值，带入透射率模型中，迭代计算得到所述偶数极值点的消光系数和吸收系数；

(6)在奇数极值点处，将近邻两偶数极值点的吸收系数平均值作为近似值，代入透射率模型求出所述奇数极值点的折射率；

(7)利用所述奇数极值点的折射率与光程，计算出一系列奇数极值点对应的样品厚度，取平均值得到样品厚度d；

(8)利用偶数极值点的光程与已确定的厚度d，计算出一系列偶数极值点的折射率；

(9)利用单振子色散模型，带入一系列所述奇数极值点以及偶数极值点对应的波长及折射率，计算得到样品的E_d色散能和E₀单振子能量，同时绘制出样品的折射率色散曲线；

(10)利用得到的所述折射率色散曲线和样品厚度d代入透射率模型得到消光系数色散曲线。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述样品的微区透射谱的测试方法为：根据测试得到的待测样品、透明衬底和空气的透射强度谱，将所述待测样品的透射光强度和所述透明衬底的透射光强度除以所述空气的透射光强度得到所述待测样品和透明衬底的透射谱。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤(3)所述干涉阶数m的计算利用所述极值点处满足的公式4πn_samd/λ_m＝mπ，式中n_sam为样品的折射率。

4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，步骤(4)根据公式求解n_sam²的二次方程，得到奇数极值点的近似折射率n_sam＝[β±(β²-n_air²n_sub²)^1/2]^1/2，其中式中n_air为空气的折射率，n_sub为衬底而对折射率。

5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，根据步骤(4)求得的奇数极值点的近似折射率带入公式4πn_samd/λ_m＝mπ求得一系列厚度值d，再通过厚度值的平均值和偶数点的光程确定偶数极值点的近似折射率。

6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，步骤(5)根据所述偶数极值点的近似折射率，带入透射率受样品光学常数和厚度调制的表达式利用迭代方法计算得到所述偶数极值点的消光系数和吸收系数，式中A，B，C和D是样品和相邻介质的光学常数和厚度的代数函数。

7.根据权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于，步骤(6)将步骤(5)得到近邻两偶数极值点的消光系数和吸收系数带入透射率受样品光学常数和厚度调制的表达式迭代求出所述奇数极值点的折射率；

优选地，步骤(7)将步骤(6)所述奇数极值点的折射率带入公式4πn_samd/λ_m＝mπ求得样品厚度d。

8.根据权利要求1-7任一项所述的方法，其特征在于，将步骤(9)所述单振子色散模型为