椭偏仪.doc

椭偏仪 实验目的，实验原理：详见实验预习报实验内容：1、调节载物台水平、光路共轴；2、定位起偏器、检偏器、调整偏振片；3、本次实验选取的是4号样本，其中膜厚度理论值：d=440nm折射率理论值：n=2.0将待测样品放置在载物台，调整望远镜筒至320o，开始测量：（1）将波片于起偏器的夹角调整至45o，测得光线最暗时检偏器和起偏器的角度，如下表所示：检偏器角度A起偏器角度P第一次测量92.9o168.7o第二次测量78.8o79.6o（2）将波片于起偏器的夹角调整至315o，测得光线最暗时检偏器和起偏器的角度，如下表所示：检偏器角度A起偏器角度P第一次测量83.6o15.9o第二次测量95.3o106.0o（3）利用实验室所提供的分析软件，可计算得：膜厚度计算值：d1=411.7nm折射率计算值：n=2.0误差分析:薄膜厚度的相对误差由上面的结果，二者的相对误差都比较小，实验比较理想。导致误差产生的原因，可能有以下几个方面：1、与光学的精确度相比，实验仪器各个部件本身就做得非常不精密，例如偏振盘上的刻度环很松，有一个盘的刻度环甚至在调整刻度时能上下松动，而偏振盘本身就不能很好的固定在望远镜的镜臂和激光器上，有稍微的松动；另外，由于没有仪器，在调节共轴和载物台水平时只能依靠肉眼，这本身就是很粗略的，这些因素导致实验测量值在理论值左右有相当大的摆动；2、实验中最关键的莫过于判断光的相消点，但是人眼看久了容易产生疲劳，判断就不准确了。思考题1. 波片的作用是什么？答：波片的作用是产生椭圆偏振光以供实验使用，当偏振片的主轴与波片的快轴成或时，将产生圆偏振光，这样入射光的水平分量和竖直分量之比为1，方便计算。2. 椭偏光法测量薄膜厚度的基本原理是什么？答：实验的基本思想是让一束椭圆偏振光以一定的入射角射到薄膜系统的表面，经反射后，反射光的偏振状态（振幅和相位）会发生变化，而这种变化与薄膜的厚度和折射率有关，测量出偏振状态的变化量就定出膜厚和折射率。3. 用反射型椭偏仪测量薄膜厚度时，对样品的制备有什么要求？ 答：样本的布儒斯特角大致为70o，且样品应为均匀透明各向同性的薄膜系统，而且要求样品为高反射率的物质，使得反射光为主，样品反射光为主要部分。4. 为了使实验更加便于操作及测量的准确性，你认为该实验中哪些地方需要改进？答：在载物台增加一个水平仪，保证水平；采用CCD判断消光点，准确判断消光点；采用固定在镜筒上的起偏器和检偏器，减少松动。实验小结实验老师很认真；实验过程不难，但是对实验操作要求很细心,要细心做好每一步；这次实验中由于操作的失误导致第一次实验时没能做出结果。自己好好反省在第二次实验中成功完成了实验。但实验原理还是不能完全搞懂，计算过程我觉得很神奇。3