[發(fā)明專(zhuān)利]一種低吸收薄膜材料消光系數(shù)的精確計(jì)算方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410720302.6
• 申請(qǐng)日: 2014-12-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104458614A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-03-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 季一勤;姜玉剛;劉華松;王利栓;姜承慧;劉丹丹
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)航天科工集團(tuán)第三研究院第八三五八研究所
• 主分類(lèi)號(hào): G01N21/31
• 分類(lèi)號(hào): G01N21/31
• 代理公司: 中國(guó)兵器工業(yè)集團(tuán)公司專(zhuān)利中心 11011
• 代理人: 劉東升

1.一種低吸收薄膜材料消光系數(shù)的精確計(jì)算方法，其特征在于，其包括如下步驟：

步驟S1：采用離子束濺射沉積技術(shù)在單面基底上制備單層高折射率材料H薄膜和低折射率材料L薄膜；

步驟S2：采用橢圓偏振儀測(cè)量單層H薄膜和單層L薄膜的反射橢圓偏振參數(shù)Ψ(λ)和Δ(λ)，設(shè)定測(cè)量波長(zhǎng)范圍為λ_min-λ_max，測(cè)量步長(zhǎng)為Δλ，入射角度為θ；

步驟S3：建立單層薄膜材料的折射率計(jì)算模型，使用非線性優(yōu)化算法，對(duì)測(cè)量的橢圓偏振數(shù)據(jù)進(jìn)行反演計(jì)算，選擇Cauchy模型作為擬合模型，當(dāng)擬合計(jì)算的數(shù)據(jù)和測(cè)量數(shù)據(jù)基本一致時(shí)，則認(rèn)為反演計(jì)算成功，即獲得單層H薄膜的物理厚度d_H、單層L薄膜的物理厚度d_L、單層H薄膜的折射率n_H和單層L薄膜的折射率n_L；

步驟S4：根據(jù)柯西公式計(jì)算獲得單層H薄膜和單層L薄膜材料的光學(xué)常數(shù)數(shù)據(jù)，在石英基底上設(shè)計(jì)工作角度為0度的632.8nm高反射膜，當(dāng)最外層為H層時(shí)，記為膜系M₁樣品，當(dāng)最外層為L(zhǎng)層時(shí)，記為膜系M₂樣品，設(shè)計(jì)時(shí)反射率大于99.995％；采用離子束濺射沉積技術(shù)，在超光滑的石英基底上鍍制0度的632.8nm高反射膜；

步驟S5：采用表面熱透鏡技術(shù)，其中泵浦光源選擇為532nm的綠光激光器，探測(cè)光源選擇為632.8nm的紅光激光器，在吸收損耗測(cè)量時(shí)，泵浦光近似于0度入射到高反射膜樣品上，在高反射膜樣品上選擇2mm×2mm區(qū)域內(nèi)的吸收損耗進(jìn)行掃描測(cè)量，取平均值即可獲得吸收損耗，M₁樣品對(duì)應(yīng)的吸收損耗為A₁，M₂樣品對(duì)應(yīng)的吸收損耗為A₂；

步驟S6：定義M1樣品在0度工作時(shí)532nm波長(zhǎng)處的理論吸收為A₃，M₂樣品在0度工作時(shí)532nm波長(zhǎng)處的理論吸收為A₄，M₁樣品在0度工作時(shí)632.8nm波長(zhǎng)處的理論吸收為A₅，M₂樣品在0度工作時(shí)632.8nm波長(zhǎng)處的理論吸收為A₆；則計(jì)算獲得0度工作時(shí)，M₁樣品在632.8nm波長(zhǎng)處的吸收損耗A_H＝A₁×A₅/A₃，M₂樣品在632.8nm波長(zhǎng)處的吸收損耗A_L＝A₂×A₆/A₄；

步驟S7：對(duì)于低損耗多層高反膜，當(dāng)最外層為H層，其吸收損耗可近似為：

AH=2πn0(kH+kL)nH2-nL2;]]>

當(dāng)最外層為L(zhǎng)層，其吸收損耗可近似為：

AL=2πn0(nH2kL+nL2kH)nH2-nL2;]]>

從而計(jì)算獲得高折射率材料在632.8nm的消光系數(shù)為：

kH=nH2AH2πn0-n0AL2π;]]>

低折射率材料在632.8nm的消光系數(shù)為：

kL=n0AL2π-nL2AH2πn0.]]>