[发明专利]用于测量纳米级双层金属薄膜厚度的SPR相位测量方法

摘要

本发明公开了一种用于测量纳米级双层金属薄膜厚度的SPR相位测量方法，建立金属薄膜膜层厚度TM偏振波和TE偏振波的相位变化量差值随入射角度变化的理论曲线图；设定一组以SPR共振角度为中心变化的入射角度值；获取棱镜型SPR传感器镀膜区域的干涉条纹图像；获取棱镜型SPR传感器非镀膜区域的干涉条纹图像；计算得到镀膜区域TM偏振波和TE偏振波的相位变化量差值；从初始角度开始依次改变入射角度，得到相位变化量差值随入射角度变化的测量曲线图；根据相位变化量差值随入射角度变化的理论曲线和所得测量曲线，确定SPR传感器所镀双层金属薄膜的厚度。本发明的有益效果是：该测量系统结构简单、测量精度高，便于操作。

主权项

1.一种用于测量纳米级双层金属薄膜厚度的SPR相位测量方法，其特征是：步骤如下：步骤一：根据金属薄膜膜层厚度建立对应的TM偏振波和TE偏振波的相位变化量差值随入射角度变化的理论曲线图；步骤二：设定一组以SPR共振角度为中心变化的入射角度值，使入射光以任一初始角度入射到棱镜型SPR传感器的双层金属薄膜界面；步骤三：根据步骤二所述的入射角获取棱镜型SPR传感器镀膜区域的干涉条纹图像；所述步骤三入射到棱镜型SPR传感器镀膜区域的反射光，为入射到棱镜型SPR传感器棱镜‑双层金属薄膜界面的光线，入射角是步骤二中设定的SPR共振角度附近的入射角度；所述步骤三是将入射到棱镜型SPR传感器镀膜区域的反射光分为TM偏振波和TE偏振波，以反射光中的TM偏振波作为测量光，TE偏振波作为参考光，而后令两束光经干涉系统和偏振片后产生干涉条纹，记录该干涉图像；步骤四：根据步骤二所述的入射角获取棱镜型SPR传感器非镀膜区域的干涉条纹图像；所述步骤四入射到棱镜型SPR传感器非镀膜区域的反射光，为入射到棱镜型SPR传感器棱镜‑空气界面的光线，入射角等于步骤三中的入射角；所述步骤四是将入射到棱镜型SPR传感器非镀膜区域的反射光分为TM偏振波和TE偏振波，以反射光中的TM偏振波作为测量光，TE偏振波作为参考光，而后令两束光经干涉系统和偏振片后产生干涉条纹，记录该干涉图像；步骤五：将步骤三和步骤四获取的图像进行比对、计算，得到镀膜区域TM偏振波和TE偏振波的相位变化量差值；步骤六：根据步骤二，从初始角度开始依次改变入射角度，并重复步骤三至步骤五，得到相位变化量差值随入射角度变化的测量曲线图；步骤七：比对步骤一所得相位变化量差值随入射角度变化的理论曲线和步骤六所得测量曲线，确定SPR传感器所镀双层金属薄膜的厚度。