[發明專利]一種單層光學薄膜光學常數和厚度的檢測方法

無效

• 申請號: 200810071894.8
• 申請日: 2008-09-28
• 公開（公告）號: CN101363768A
• 公開（公告）日: 2009-02-11
• 發明（設計）人: 周建華;蔡國雄;祁放;游佰強;李偉文
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: G01M11/02
• 分類號: G01M11/02;G01B11/06;G01N21/17
• 代理公司: 廈門南強之路專利事務所
• 代理人: 馬應森

技術領域

本發明涉及一種光學薄膜參數的檢測方法，尤其是涉及一種單層光學薄膜光學常數和厚度的檢測方法。

背景技術

透射光譜法是獲取單層光學薄膜的光學常數和厚度(即折射率n₂、消光系數k₂和厚度d)的一個優秀方法，其實現的關鍵在于對建立的目標評價函數(Evaluation?Function)進行反演優化計算。然而評價函數關于待求參數是一個極其復雜的函數，表達式難以計算偏導數，具有多個極小峰，陡峭，且各個極小值的大小與最小值非常接近。

劉細成等人(劉細成，王植恒，廖清君，賴成軍.用透射光譜和模擬退火算法確定薄膜光學常數.激光技術，2003，27(2)：94-96)將具備全局性的模擬退火算法引入到評價函數的反演求解中，取得不錯的效果。但是，該法由于選取3個透射率數據求解3個待求參數，反演求解將得到多組解，其中，只有由真解恢復的透射光譜才與測量透射光譜一致，其它的解是偽解；而對透射光譜法評價函數的復雜性，算法無法記住搜索進程中曾經出現過的最優解，無法到達極小值處的“谷底”，且不能真正反映評價函數多極小峰的特點。

發明內容

本發明的目的在于提供僅通過一次計算，即可快速檢測的一種單層光學薄膜光學常數和厚度的檢測方法。本方法在保證模擬退火算法高效、健壯等特性的基礎上，適應透射光譜法評價函數的復雜性，可全面反映評價函數的多極小峰的情況，并深入算法返回解處的“谷底”。

本發明包括以下步驟：

1)測量透射光譜：利用分光光度計，測量正入射情況下單層光學薄膜的不扣除基底的透射光譜；

2)選取透射率數據：在測量透射光譜上選取透射率數據代入評價函數；

3)反演求解：采用改進模擬退火算法對評價函數進行反演求解；

4)分析結果：通過恢復透射光譜，對算法返回結果進行分析。

所述選取透射率數據時，選取4個透射率數據。

所述對評價函數反演求解時，采用改進模擬退火算法。

與現有用于透射光譜法相比，本發明的顯著優點在于：(1)僅通過一次計算，可精確地檢測單層光學薄膜的光學常數和厚度，有效地剔除偽解；(2)算法全局性能更優，返回解數量級更小，且回火退火幫助返回多組解，全面了解評價函數情況；(3)可與分光光度計測量軟件相結合，直接讀取透射率數據進行反演求解，拓寬分光光度計的應用范圍，具有潛在商業價值。

附圖說明

圖1是本發明單層光學薄膜光學常數和厚度的檢測方法的操作流程圖；

圖2是本發明實施例的改進模擬退火算法流程圖。

具體實施方式

下面將對本發明的實施方式進行詳細說明。透射光譜法評價函數由最小二乘法構建，表達式為：

E=Σi=1N{Tci[n2(λi),k2(λi),λi]-Tmi(λi)}2]]>