[發明專利]測量金屬氧化層高溫光學常數的方法

有效

• 申請號: 201310095119.7
• 申請日: 2013-03-22
• 公開（公告）號: CN103217387A
• 公開（公告）日: 2013-07-24
• 發明（設計）人: 符泰然;劉江帆;宗安州;湯龍生;周金帥;鄧興凱
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G01N21/25
• 分類號: G01N21/25
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 韓國勝

1.一種測量金屬氧化層高溫光學常數的方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

S1、提供多份氧化金屬樣品，多份氧化金屬樣品至少具有兩種不同的金屬氧化層厚度，分別測量每份氧化金屬樣品的金屬氧化層的厚度；

S2、采用真空變角度高溫光譜發射率測量實驗臺，在真空環境下，分別對每份氧化金屬樣品進行至少兩種不同探測方向角的定向光譜發射率測量；

S3、基于輻射傳遞原理，建立氧化金屬樣品定向光譜發射率與探測方向角、氧化層厚度、氧化層光學常數及金屬基底輻射特性的數學關系式；

S4、基于所述數學關系式，通過不同探測方向角、不同厚度金屬氧化層的氧化金屬樣品的定向光譜發射率測量數據，構造計算方程組，采用最小二乘法計算求解金屬氧化層的高溫光學常數。

2.如權利要求1所述的測量金屬氧化層高溫光學常數的方法，其特征在于，氧化金屬樣品為兩份、三份或四份。

3.如權利要求1所述的測量金屬氧化層高溫光學常數的方法，其特征在于，所述定向光譜發射率包括S偏振態的定向光譜發射率和P偏振態的定向光譜發射率。

4.如權利要求1-3任一項所述的測量金屬氧化層高溫光學常數的方法，其特征在于，所述真空變角度高溫光譜發射率測量實驗臺具有真空腔作為實驗腔體，所述真空腔內設有樣品支架、高溫石墨輻射加熱器、樣品溫控單元和多維旋轉臺；

所述樣品支架固定于所述多維旋轉臺上，所述樣品支架用于固定氧化金屬樣品，所述高溫石墨輻射加熱器對氧化金屬樣品進行加熱；所述樣品溫控單元通過控制高溫石墨輻射加熱器對氧化金屬樣品進行加熱。

所述多維旋轉臺，用于對樣品支架進行角度旋轉定位，對樣品進行不同探測方向角的定向光譜發射率測量。

5.如權利要求4所述的測量金屬氧化層高溫光學常數的方法，其特征在于，所述真空變角度高溫光譜發射率測量實驗臺還包括偏振器件，所述偏振器件放置在樣品輻射測量光路中，實現S偏振態和P偏振態的定向光譜發射率測量。

6.如權利要求5所述的測量金屬氧化層高溫光學常數的方法，其特征在于，所述真空腔外壁上設有光學窗口，光譜輻射儀通過所述光學窗口進行樣品光譜輻射強度測量，進而獲得穩定溫度狀態下的樣品定向光譜發射率數據。

7.如權利要求6所述的測量金屬氧化層高溫光學常數的方法，其特征在于，所述步驟S2包括：待測氧化金屬樣品放置于所述樣品支架上，通過所述高溫石墨輻射加熱器對氧化金屬樣品加熱，所述樣品溫控單元實時測量氧化金屬樣品的溫度，通過溫度信息反饋控制調整高溫石墨輻射加熱器的加熱功率，以使樣品加熱到所需的穩定溫度狀態，進而通過光譜輻射儀測量樣品光譜輻射強度，以獲得穩定溫度狀態下的樣品定向光譜發射率數據；調節多維旋轉臺，對樣品進行不同探測方向角的定向光譜發射率測量。

8.如權利要求1所述的測量金屬氧化層高溫光學常數的方法，其特征在于，步驟S4之后還包括：

S5、通過測得的金屬氧化層光學常數可用于計算預測具有已知金屬氧化層厚度的氧化金屬樣品的發射率。

9.如權利要求1-8任一項所述的測量金屬氧化層高溫光學常數的方法，其特征在于，所述探測角的范圍是0°-60°。

10.如權利要求9所述的測量金屬氧化層高溫光學常數的方法，其特征在于，各氧化金屬樣品的金屬基底成分、金屬基底表面特征和金屬氧化層的成分均相同。