薄膜紅外光譜區(qū)光學(xué)常數(shù)的測量方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于光學(xué)薄膜光學(xué)常數(shù)測量【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種Ge1-xCx薄膜紅外光譜區(qū)光學(xué)常數(shù)的測量方法。本發(fā)明提供一種Ge1-xCx薄膜紅外光譜區(qū)光學(xué)常數(shù)的測量方法，其通過測量薄膜紅外透射光譜確定吸收峰位置，參考吸收峰位置建立薄膜光學(xué)常數(shù)物理模型，然后利用紅外透射光譜和橢圓偏振光譜相結(jié)合的復(fù)合目標(biāo)反演方法計(jì)算得到Ge1-xCx薄膜的折射率、消光系數(shù)和物理厚度等光學(xué)常數(shù)。具體而言，該方案采用單層紅外薄膜的透射光譜確定其吸收峰的準(zhǔn)確位置和吸收大小，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行橢偏光譜的回歸運(yùn)算，得到薄膜的光學(xué)常數(shù)。其優(yōu)點(diǎn)在于可以得到準(zhǔn)確薄膜光學(xué)長常數(shù)，特別是具有吸收峰的紅外薄膜光學(xué)常數(shù)。
【專利說明】-種Gei_xCx薄膜紅外光譜區(qū)光學(xué)常數(shù)的測量方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于光學(xué)薄膜光學(xué)常數(shù)測量【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種GehCx薄膜紅外光譜 區(qū)光學(xué)常數(shù)的測量方法。

【背景技術(shù)】
[0002] Gei_xCx薄膜具有折射率可變、硬度高與紅外窗口基底結(jié)合好的優(yōu)點(diǎn)，是一種理想 的紅外增透硬質(zhì)保護(hù)薄膜。制備高性能的折射率可變的Gei_xCx薄膜，對(duì)于設(shè)計(jì)和研制應(yīng)用 于高速飛行紅外窗口硬質(zhì)保護(hù)薄膜，提高紅外窗口的光學(xué)特性和機(jī)械特性，是十分必要的。 制備Gei_xCx薄膜的主要方法有磁控濺射法、化學(xué)氣相沉積法和離子束反應(yīng)濺射沉積等，不 同制備工藝方法、同種工藝方法的不同工藝參數(shù)制備得到的Gei_xCx薄膜具有不同的光學(xué)常 數(shù)，主要包括折射率、消光系數(shù)和物理厚度，由于光學(xué)常數(shù)是薄膜設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，因此測量得 到Gei_xCx薄膜的光學(xué)常數(shù)是其應(yīng)用的前提。
[0003] 目前橢偏光譜法被廣泛應(yīng)用于Gei_xCx薄膜光學(xué)常數(shù)的計(jì)算中，但對(duì)于具有自身特 定吸收峰的Gei_xCx薄膜，橢偏光譜法無法得到其吸收峰中心位置和吸收大小的精確值。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] (一）要解決的技術(shù)問題
[0005] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：如何提供一種Gei_xC x薄膜紅外光譜區(qū)光學(xué)常數(shù)的測 量方法。
[0006] (二）技術(shù)方案
[0007] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種GehCx薄膜紅外光譜區(qū)光學(xué)常數(shù)的測量方 法，其包括如下步驟：
[0008] 步驟Sl :在雙面拋光的紅外光學(xué)基底上制備單層紅外薄膜，控制薄膜厚度為 200nm 至 10 u m 之間；
[0009] 步驟S2 :利用紅外光譜儀測量薄膜樣品的紅外透射光譜；
[0010] 步驟S3 :將薄膜樣品背面，S卩非鍍膜面，處理粗糙；
[0011] 步驟S4 :利用紅外橢圓偏振儀測量薄膜樣品的紅外橢圓偏振光譜；
[0012] 步驟S5 :建立光學(xué)常數(shù)的物理模型，在透射光譜對(duì)應(yīng)的吸收峰位置增加吸收模 型，并根據(jù)透射光譜下降的幅度調(diào)整吸收峰的幅度。并預(yù)先設(shè)定如下評(píng)價(jià)函數(shù)：

【權(quán)利要求】
1. 一種Gei_xCx薄膜紅外光譜區(qū)光學(xué)常數(shù)的測量方法，其特征在于，其包括如下步驟： 步驟S1 :在雙面拋光的紅外光學(xué)基底上制備單層紅外薄膜，控制薄膜厚度為200nm至 10ym之間； 步驟S2 :利用紅外光譜儀測量薄膜樣品的紅外透射光譜； 步驟S3 :將薄膜樣品背面，S卩非鍍膜面，處理粗糙； 步驟S4 :利用紅外橢圓偏振儀測量薄膜樣品的紅外橢圓偏振光譜； 步驟S5 :建立光學(xué)常數(shù)的物理模型，在透射光譜對(duì)應(yīng)的吸收峰位置增加吸收模型，并 根據(jù)透射光譜下降的幅度調(diào)整吸收峰的幅度。并預(yù)先設(shè)定如下評(píng)價(jià)函數(shù)：
MSE是測量值與理論模型計(jì)算值的均方差，N為橢偏光譜測量波長的數(shù)目，M為變量個(gè) 數(shù)
和分別為第i個(gè)波長的測量值，
分別為第i個(gè)波長的計(jì)算值，
分別為第i個(gè)波長的測量誤差；p為透射光譜測量波長的數(shù)目，r/f為第j 個(gè)波長的透射測量值，:為第j個(gè)波長的透射計(jì)算值，為第j個(gè)波長的透射測量誤 差；從上述公式可以看出，MSE被測量誤差加權(quán)，所以噪音大的數(shù)據(jù)被忽略掉，MSE越小表示 擬合得越好； 步驟S6 :進(jìn)行回歸運(yùn)算，得到紅外光譜區(qū)具有特征吸收峰的薄膜光學(xué)常數(shù)。
【文檔編號(hào)】G01M11/02GK104406773SQ201410720809
【公開日】2015年3月11日 申請(qǐng)日期:2014年12月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月2日
【發(fā)明者】劉丹丹, 姜承慧, 孫鵬, 劉華松, 趙志宏, 季一勤 申請(qǐng)人:中國航天科工集團(tuán)第三研究院第八三五八研究所