膜堆光學導納量測儀

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姓名

馬聖茹(Sheng-Ju Ma) 查詢紙本館藏

畢業系所

光電科學與工程學系

論文名稱

膜堆光學導納量測儀
(System for Measuring Optical Admittance of a Thin Film Stack)

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摘要(中)

本篇中利用偏振干涉儀的原理，設計了一個架構可以間接量測到薄膜的反射係數，進一步求得薄膜的光學導納值。在單層膜且不考慮吸收膜的情況下，我們可以直接經由計算得到膜的折射率以及厚度，而在多層膜的情況下，則需要利用數值方法擬合（fitting）出各層薄膜的折射率以及厚度。
　　實驗架構上以Twyman-Green干涉儀的兩臂來產生兩道偏振態互相垂直的光，再以Fizeau干涉儀的概念產生干涉作用，整體簡單易架設並且可以迅速得到結果。
　　本文中將以數學以及實驗驗證上述特性，其中實驗驗證方面分別包括第一部分的實驗架構及討論以及第二部份改良過後的實驗架構及結果。

摘要(英)

A new method based on polarization interferometry is demonstrated. An optical system is built to obtain the phase and magnitude of reflection coefficient, as well as the optical admittance at normal incidence. We use Twyman Green interferometer to induce phase difference between two beams which have orthogonal polarizations and the Fizeau cavity makes interference happen.
The refractive index and thickness of single layer thin film can be analytically found without numerical fitting. In addition,, we can use numerical fitting to get the refractive and index, thickness for multilayer film stack.
In this article, the validity of the above characteristics will be examined theoretically and experimentally. There are two parts in this study. The first part of the experiments is the framework and discussion and the second part is the second kind of framework and experimental results.

關鍵字(中)

★ 偏振干涉儀
★ 光學導納
★ 薄膜
★ 光學常數

關鍵字(英)

★ Polarization interferometer
★ Thin film
★ Optical constant
★ Optical admittance

論文目次

目錄
摘要 2
Abstract 3
第一章前言 1
第二章基礎理論 4
2.1 晶體光學[7][8] 4
2.1.1 光的偏振 4
2.1.2 偏振元件之作用 7
2.2 移相干涉術原理[2][8] 12
2.2.1 波的干涉原理 12
2.2.2 移相干涉原理 15
2.3 垂直入射之光學導納 17
2.3.1 光學導納定義[14] 17
2.3.2 單介面穿透與反射 18
2.3.3 單層膜的等效導納與反射率 19
2.3.4 多層膜的反射與透射 22
2.3.5 非相干性之反射與透射 24
第三章第一部分實驗 26
3.1 光學導納測量儀 26
3.1.1 實驗架構 26
3.1.2操作原理 27
3.2 樣品製作 31
3.3 實驗結果 33
3.4 討論 35
第四章第二部份實驗架構之改良 36
4.1改良型光學導納測量儀 36
4.1.1實驗架構 36
4.1.2 操作原理 37
4.1.3 實驗結果 39
4.2 誤差分析 41
第五章結論 43
Conclusion 44
第六章未來工作 45
參考資料 46

參考文獻

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15.Helen, S.S.; Kothiyal, MP & Sirohi, RS, “Phase shifting by a rotating polarizer in white-light interferometry for surface profiling”, Journal of Modern Optics, 46, 6, p993~1001, 1999.

指導教授

李正中、陳昇暉
(Cheng-Chung Lee、Sheng-Hui Chen)

審核日期

2008-7-18

推文