TPY-2自動(dòng)橢圓偏振測(cè)厚儀

時(shí)間：2016-08-10作者：濟(jì)寧市科爾奇機(jī)電設(shè)備有限公司瀏覽：396

TPY-2自動(dòng)橢圓偏振測(cè)厚儀

 

 

 

 

V1.0.1

 

科爾奇中國(guó)有限公司榮譽(yù)出品

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目錄

 

1.        概述  …………………………………………………………………………………  1

2.        儀器的用途  …………………………………………………………………………  1

3.        橢圓偏振法測(cè)量原理   ………………………………………………………………  1

4.        儀器的主要性能指標(biāo)  ………………………………………………………………  2

5.        儀器的組成和結(jié)構(gòu)  …………………………………………………………………  2

5.1.     光源機(jī)構(gòu)   …………………………………………………………………  2

5.2.     起偏機(jī)構(gòu)   …………………………………………………………………  3

5.3.     檢偏機(jī)構(gòu)   …………………………………………………………………  3

5.4.     接收機(jī)構(gòu)   …………………………………………………………………  4

5.5.     主體機(jī)構(gòu)   …………………………………………………………………  4

5.6.     裝卡機(jī)構(gòu)   …………………………………………………………………  5

5.7.     光學(xué)系統(tǒng)   …………………………………………………………………  6

6.        儀器的安裝說明    …………………………………………………………………  6

7.        實(shí)驗(yàn)步驟    …………………………………………………………………………  6

8.        儀器的軟件設(shè)計(jì)  ……………………………………………………………………  8

9.        軟件的安裝及使用  …………………………………………………………………  8

10.    儀器使用及注意事項(xiàng)    …………………………………………………………… 18

11.    技術(shù)服務(wù)幫助  ……………………………………………………………………… 18

 

 

 

 

 

1.        概述

在近代科學(xué)技術(shù)的許多門類中對(duì)各種薄膜的研究和應(yīng)用日益廣泛。因此，能夠較加迅速和精確地測(cè)量薄膜的光學(xué)參數(shù)已變得非常迫切。

在實(shí)際工作中可以利用各種傳統(tǒng)的方法，測(cè)定薄膜光學(xué)參數(shù)，如：布儒斯特角法測(cè)介質(zhì)膜的折射率，干涉法測(cè)膜厚。另外，還有稱重法、X射線法、電容法、橢偏法等等。其中，因?yàn)闄E圓偏振法具有測(cè)量精度高，靈敏度高，非破壞性等優(yōu)點(diǎn)，故已在光學(xué)、半導(dǎo)體學(xué)、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)等諸多領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。

橢圓偏振測(cè)厚技術(shù)是一種測(cè)量納米級(jí)薄膜厚度和薄膜折射率的**技術(shù)，同時(shí)也是研究固體表面特性的重要工具。橢圓偏振測(cè)量實(shí)驗(yàn)已成為高校近代物理實(shí)驗(yàn)中較重要的一項(xiàng)內(nèi)容。

 

2.        儀器的用途

TPY-2自動(dòng)橢圓偏振測(cè)厚儀是集光、機(jī)、電一體化的精密測(cè)量?jī)x器。

主要用于測(cè)量：

2.1 固體表面薄膜的厚度和折射率；

2.2 金屬膜的復(fù)折射率。

此外，還可以用于研究固體表面及其膜層的光學(xué)特性，在半導(dǎo)體、金屬材料、光學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)及醫(yī)學(xué)領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。

 

3.        橢圓偏振法測(cè)量原理

3.1 光是一種電磁波，且是橫波。電場(chǎng)強(qiáng)度E、磁場(chǎng)強(qiáng)度H和光的傳播方向構(gòu)成一個(gè)右旋的正交三矢族。

3.2 光矢量存在著各種方位值。因此，與光的強(qiáng)度、頻率、位相等參量一樣，偏振態(tài)也是光的基本量之一。

3.3 偏振態(tài)可以作為一種光學(xué)探針。如果已知入射光束的偏振態(tài)，一旦測(cè)得通過光學(xué)系統(tǒng)后出射光偏振態(tài)，就能將影響系統(tǒng)光學(xué)性能的某些物理量（n、d）確定下來。

使一束自然光（非偏振激光）經(jīng)起偏器變成線偏振光，再經(jīng)1/4波片，使它變成橢圓偏振光，入射到待測(cè)的膜面上。反射時(shí)光的偏振態(tài)將發(fā)生變化。通過檢測(cè)這種變化，便可計(jì)算出待測(cè)膜面的光學(xué)參數(shù)。對(duì)于一定的樣品，總可以找到一個(gè)起方子位角P，使反射光由橢圓偏振光變成線偏振光。這時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)檢偏器，在某個(gè)檢偏器的方位角A下得到消光狀態(tài)，即沒有光到達(dá)光電倍增管。以上方法被稱為消光測(cè)量法。

 

 

 

4.        儀器的主要性能指標(biāo)

4.1  測(cè)量范圍：

薄膜厚度范圍：1nm～4000nm；

折射率范圍：1～10；

4.2  測(cè)量厚度較小值：≤1nm；

4.3  偏振器方位角范圍：0°～ 180°；

4.4  偏振器步進(jìn)角：0.014°/步；

4.5  測(cè)量膜厚和折射率重復(fù)性精度分別為±0.5nm和±0.005；

4.6  入射角連續(xù)調(diào)節(jié)范圍：20°～ 90°精度為0.05°；

4.7  入射光波長(zhǎng)：632.8nm；

4.8  光學(xué)中心高：80mm；

4.9  允許樣品尺寸：φ10～φ140mm（或任意形狀），厚度≤15mm；

4.10  外形尺寸：580×390×320；

4.11  主機(jī)重量：28 kg；

 

5.  儀器的組成和結(jié)構(gòu)

該儀器集光、機(jī)、電于一體。主要由光源機(jī)構(gòu)、起偏機(jī)構(gòu)、檢偏機(jī)構(gòu)、接收機(jī)構(gòu)、主機(jī)機(jī)構(gòu)和裝卡機(jī)構(gòu)共六部分組成。

 

5.1  光源機(jī)構(gòu)：

光源機(jī)構(gòu)主要由長(zhǎng)150mm，功率0.8mw，波長(zhǎng)為632.8nm的氦氖激光器、調(diào)節(jié)套筒、光源外殼、起偏度盤副尺等組成，詳見圖5.1。

 

 

圖5.1  光源機(jī)構(gòu)

 

 

5.2  起偏機(jī)構(gòu)：

起偏機(jī)構(gòu)主要由步進(jìn)電機(jī)、偏振片機(jī)構(gòu)、1/4波片機(jī)構(gòu)及齒輪副等組成，詳見圖5.2。

 

圖5.2   起偏機(jī)構(gòu)

 

5.2.1.步進(jìn)電機(jī)采用步距角為1.8°,12v的直流步進(jìn)電機(jī)，它由1/64細(xì)分電路控制，故步進(jìn)角可達(dá)0.028°，從而拖動(dòng)齒輪副回轉(zhuǎn)。通過起偏機(jī)構(gòu)可測(cè)得起偏角P。

5.2.2.齒輪副由一對(duì)直齒圓柱齒輪組成。與步進(jìn)電機(jī)輸出軸聯(lián)接的主動(dòng)齒輪，齒數(shù)為60，模數(shù)m=0.38。從動(dòng)齒輪齒數(shù)120，模數(shù)m=0.38，故傳動(dòng)比為i=0.5，較小輸出的步進(jìn)角可達(dá)0.014°。

5.2.3. 偏振片置于偏振片機(jī)構(gòu)中，通過從動(dòng)齒輪的回轉(zhuǎn)可以實(shí)現(xiàn)0°~ 180°范圍內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使入射到其上的自然光（非偏振激光）變成線偏振光出射。

5.2.4. 1/4波片的調(diào)節(jié)是通過旋轉(zhuǎn)1/4波片機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的，使射入其上的線偏振光變成橢圓偏振光（波片位置出廠時(shí)已調(diào)節(jié)好，用戶無須調(diào)節(jié)）。

 

5.3  檢偏機(jī)構(gòu)：

檢偏機(jī)構(gòu)主要由步進(jìn)電機(jī)、齒輪副及偏振片機(jī)構(gòu)等組成，其結(jié)構(gòu)形式作用等同于起偏機(jī)構(gòu)，通過檢偏機(jī)構(gòu)可測(cè)出精度為0.014°的檢偏角A，詳見圖5.3。

=

 

圖5.3   檢偏機(jī)構(gòu)

 

5.4  接收機(jī)構(gòu)：

接收機(jī)構(gòu)主要由光電倍增管、支架、底板及檢偏度盤副尺等組成。光電倍增管采用側(cè)窗式，型號(hào)為CR114，詳見圖5.4。

 

圖5-4   接收機(jī)構(gòu)

 

5.5  主體機(jī)構(gòu)：

主體機(jī)構(gòu)主要由大刻度盤、上回轉(zhuǎn)臂、下回轉(zhuǎn)臂及箱體機(jī)構(gòu)等組成，詳見圖5.5。

5.5.1.下回轉(zhuǎn)臂通過立軸下?lián)跞潭ㄔ诖罂潭缺P上的下懸的立軸上。其上固定光源機(jī)構(gòu)和起偏機(jī)構(gòu)，故下回轉(zhuǎn)臂可繞大刻度盤上的下懸立軸回轉(zhuǎn)。

5.5.2.上回轉(zhuǎn)臂通過立軸上擋圈固定在大刻度盤上的下懸立軸上，其上固定檢偏機(jī)構(gòu)和接收機(jī)構(gòu)，故上回轉(zhuǎn)臂可繞大刻度盤上的下懸立軸回轉(zhuǎn)。

5.5.3.大刻度盤通過三個(gè)大刻度盤支柱固定在箱體上，其上固定裝卡機(jī)構(gòu)以裝卡被測(cè)樣品。

大刻度盤上表面的外邊緣，刻有兩段20°~ 90°的刻線，每刻度值為1°，兩個(gè)起偏、檢偏度盤副尺上均勻刻有20格刻線，故入射角讀數(shù)精度為0.05°。

5.5.4.箱體機(jī)構(gòu)由箱體上面板、箱體框及底腳等組成。

圖5.5   主體機(jī)構(gòu)

 

5.6  裝卡機(jī)構(gòu)：

裝卡機(jī)構(gòu)主要由燕尾導(dǎo)軌、調(diào)整架、光闌片及二維底座等組成，詳見圖5.6。，

5.6.1.燕尾導(dǎo)軌可以固定直徑φ10-φ140mm（或任意形狀），厚度≤15mm的被測(cè)樣品。

5.6.2.調(diào)整架可使固定在燕尾導(dǎo)軌上的被測(cè)樣品作俯仰；或左右偏擺。

5.6.3.光闌片置于被測(cè)樣品表面處，可限制其它雜散光直接照射被測(cè)樣品。光闌片可前后移動(dòng)，以方便被測(cè)樣品的裝卡。

5.6.4．二維底座上固定調(diào)整架及燕尾導(dǎo)軌，其作用有二：其一通過轉(zhuǎn)動(dòng)千分尺，可拖動(dòng)被測(cè)樣品，左右移動(dòng)，以適合不同厚度的被測(cè)樣品的裝卡。其二通過轉(zhuǎn)動(dòng)X向千分尺，可拖動(dòng)被測(cè)樣品作前后移動(dòng)（朝向人眼的方向或遠(yuǎn)離人眼的方向移動(dòng)）。

 


 

圖5-6   裝卡機(jī)構(gòu)

 

 

 

 

5.7  光學(xué)系統(tǒng)：

儀器的光學(xué)系統(tǒng)包括光源、接收器、偏振片、1/4波片，其光路圖：詳見圖5-7。

 

 


 

 

 




圖5-7   光學(xué)系統(tǒng)（主視圖）

 

6.  儀器的安裝說明

6.1  開箱：

用戶打開儀器的包裝后，請(qǐng)對(duì)照裝箱單對(duì)儀器的齊套性進(jìn)行認(rèn)真地清點(diǎn)驗(yàn)收，如發(fā)現(xiàn)與裝箱單不符等情況，請(qǐng)立即與銷售方聯(lián)系解決。

6.2  儀器的安裝：  

儀器的安裝通常是由技術(shù)人員負(fù)責(zé)完成(或電話指導(dǎo))。

6.3  儀器的安裝環(huán)境：

該儀器為測(cè)量用的精密儀器，為了提高儀器的工作質(zhì)量和延長(zhǎng)儀器的使用壽命，在選擇儀器的使用場(chǎng)地時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

室內(nèi)溫度 ： 20±5℃

凈化濕度 ： <50%

室內(nèi)無腐蝕性氣體、無強(qiáng)振動(dòng)源、無強(qiáng)電磁干擾。

儀器應(yīng)置于堅(jiān)固的平臺(tái)上。

室內(nèi)應(yīng)具穩(wěn)壓電源對(duì)儀器供電，并有良好的接地。

 

7.  實(shí)驗(yàn)步驟

7.1  準(zhǔn)備過程：

7.1.1.首先開啟主機(jī)電源，點(diǎn)亮氦氖激光器（預(yù)熱30分鐘后再測(cè)量）。然后將電控箱調(diào)節(jié)旋鈕逆時(shí)針旋到頭，聯(lián)接好主機(jī)與電控箱間的各種數(shù)據(jù)線，開啟電控箱電源。聯(lián)接主機(jī)與計(jì)算機(jī)間的USb線（此時(shí)計(jì)算機(jī)可能會(huì)提示‘發(fā)現(xiàn)新硬件’，硬件驅(qū)動(dòng)程序的安裝請(qǐng)參閱后面的軟件安裝說明）。

7.1.2.如果軟件程序已安裝，可直接雙擊桌面的快捷方式，運(yùn)行程序。否則，請(qǐng)參閱后面的程序安裝說明。

7.1.3.裝卡被測(cè)樣品。

7.1.4.選定入射角φ（如70°），調(diào)節(jié)起偏機(jī)構(gòu)懸臂和檢偏機(jī)構(gòu)懸臂，使經(jīng)樣品表面反射后激光束剛好通過檢偏器入光口。

7.1.5.順時(shí)針旋轉(zhuǎn)電控箱調(diào)節(jié)旋鈕，將讀數(shù)調(diào)到150伏左右（視儀器情況而定）即可。

 

7.2  實(shí)驗(yàn)過程：

說明：通過旋轉(zhuǎn)起偏器的角度，可使入射到樣品表面的橢圓偏振光的兩個(gè)分量的位相差變化，當(dāng)起偏器調(diào)到某一角度P時(shí)，經(jīng)樣品反射的橢圓偏振光就變成了線偏振光。此時(shí)，旋轉(zhuǎn)檢偏器到某一角度A，使檢偏器的透光方向與線偏振光的振動(dòng)方向垂直，達(dá)到消光狀態(tài)，探測(cè)器接收的光強(qiáng)較小，這時(shí)，A、P就是我們要測(cè)的一對(duì)消光角。為了減小因系統(tǒng)的不完善造成的系統(tǒng)誤差，通常儀器采取在多個(gè)不同的消光位置進(jìn)行測(cè)量。重復(fù)上述步驟，即可得到多對(duì)消光角。

7.2.1.雙擊桌面圖標(biāo)，運(yùn)行程序。點(diǎn)擊‘進(jìn)入’按鈕，再點(diǎn)擊‘實(shí)驗(yàn)’，選擇實(shí)驗(yàn)類型（通常選擇第一類），再點(diǎn)擊‘實(shí)驗(yàn)’填入相應(yīng)參數(shù)，‘確定’后。點(diǎn)擊‘測(cè)量’，填入相應(yīng)參數(shù)點(diǎn)擊‘確定’。此時(shí)，如果一切準(zhǔn)備就緒，就可以點(diǎn)擊‘測(cè)量’，開始實(shí)驗(yàn)。測(cè)量時(shí)實(shí)驗(yàn)框的左側(cè)會(huì)顯示出儀器測(cè)量過程的步驟提示，同時(shí)還能在右側(cè)的坐標(biāo)欄中看到掃描曲線。等待測(cè)量結(jié)束后，選擇數(shù)據(jù)平均次數(shù)，點(diǎn)擊‘確定’?，F(xiàn)在窗體會(huì)回到進(jìn)入時(shí)的對(duì)話框，同時(shí)測(cè)量數(shù)據(jù)已自動(dòng)填入?yún)?shù)欄內(nèi)，點(diǎn)擊‘測(cè)量’旁的‘計(jì)算’按鈕。程序?qū)⒆詣?dòng)計(jì)算出測(cè)量結(jié)果。點(diǎn)擊‘確定’，**組數(shù)據(jù)測(cè)量完畢。（提示：在實(shí)驗(yàn)過程中，如果掃描曲線的谷點(diǎn)過低，接近‘0’點(diǎn)，此時(shí)可適當(dāng)把電控箱電壓上調(diào)一些。）

7.2.2.為了計(jì)算薄膜的真實(shí)厚度：由理論分析可知，樣品的一組（Ψ，Δ）只能求得一個(gè)膜厚周期內(nèi)的厚度值，要測(cè)量膜厚**過一個(gè)周期的真實(shí)厚度，常采用改變?nèi)肷浣腔虿ㄩL(zhǎng)的方法得到多組（Ψ_i，Δ_i），真實(shí)膜厚d可由下式解得：

d= m₁ D₁ + d₁ = m₂ D₂+ d₂ = …… = m_i D_i+ d_i

式中：m₁、m₂、m₃ ……為正整數(shù)

D₁、D₂、D₃ ……為膜厚周期數(shù)                     

d₁、d₂、d₃ …………分別為不同測(cè)量條件時(shí)，所對(duì)應(yīng)一個(gè)周期內(nèi)的厚度值。

此時(shí)，將測(cè)得的（P₁ , A₁）和（P₂ ,A₂）加上測(cè)量時(shí)對(duì)應(yīng)的角度φ，分別代入公式，就能求出真實(shí)的薄膜厚度。

重新設(shè)定一個(gè)入射角φ后，接著上面的過程，點(diǎn)擊‘測(cè)量’，填入新的參數(shù)點(diǎn)擊‘確定’。此時(shí)點(diǎn)‘測(cè)量’，開始*二組實(shí)驗(yàn)。等待測(cè)量結(jié)束后，選擇數(shù)據(jù)平均次數(shù)，點(diǎn)擊‘確定’?；氐竭M(jìn)入時(shí)的對(duì)話框，點(diǎn)擊‘計(jì)算’按鈕。程序?qū)⒂?jì)算出*二組測(cè)量結(jié)果。

兩次測(cè)量完畢后，點(diǎn)擊‘折射率擬合’，在彈出對(duì)話框中選擇擬合類型。點(diǎn)擊‘確定’，得到薄膜的真實(shí)厚度及折射率。

實(shí)驗(yàn)完畢。

8.  儀器的軟件設(shè)計(jì)：

本款應(yīng)用軟件采用**語言編制，具有模塊化結(jié)構(gòu)?？稍?/span>windows 各版本操作系統(tǒng)下運(yùn)行，包括實(shí)驗(yàn)、查表、工具等幾個(gè)主菜單，它包含了橢偏儀的測(cè)量、調(diào)試、計(jì)算、顯示、存盤和打印的所有功能。

8.1  文件菜單：

它包含的‘退出’功能可直接退出本程序。

8.2  測(cè)試菜單：

它是專為我公司人員對(duì)儀器的各種狀態(tài)進(jìn)行調(diào)試所用，用戶無須操作。

8.3  實(shí)驗(yàn)菜單：

它是儀器軟件的**，它包括信號(hào)的采集、數(shù)據(jù)處理、有關(guān)參數(shù)的計(jì)算和顯示；它是系統(tǒng)軟件中較大的一個(gè)模塊，也是較重要的一個(gè)模塊，它直接關(guān)系到測(cè)量數(shù)據(jù)的精度和正確性。

為了能正確找到起、檢偏器的消光位置，測(cè)量采取多次轉(zhuǎn)動(dòng)起、檢偏器，逐漸逼近消光點(diǎn)，并把最后幾次逼近點(diǎn)的值進(jìn)行平均作為起、檢偏器的消光角P₁，A₁，P₂，A₂的方法。

對(duì)光強(qiáng)大小的判斷是找消光角的關(guān)鍵，由于在消光位置附近，光強(qiáng)很弱，噪聲對(duì)信號(hào)的影響非常大，很容易造成錯(cuò)判光強(qiáng)較小位置。因此，不能直接把從A/D采進(jìn)來的信號(hào)進(jìn)行簡(jiǎn)單的平均作為光強(qiáng)大小進(jìn)行比較，而確定光強(qiáng)較小位置。本程序是利用在較小光強(qiáng)位置附近光強(qiáng)曲線成“U”形這一特性，先挑出一定范圍內(nèi)的較弱光強(qiáng)所對(duì)應(yīng)的角度，再把這些角度進(jìn)行平均，并把平均值走向的較小值作為較小光強(qiáng)對(duì)應(yīng)的角度。此種方法能大大降低噪聲對(duì)信號(hào)的影響，顯著提高了測(cè)量的精度。

8.4  查表菜單：

它包括生成表和查表功能，它可以生成不同入射角（20°~ 90°）和多種襯底材料薄膜的橢偏參數(shù)（Ψ，Δ）與薄膜的折射率和厚度（n，d）的關(guān)系數(shù)據(jù)文件，用戶在測(cè)得橢偏參數(shù)Ψ和Δ的情況下可以用此菜單查表計(jì)算薄膜的折射率和厚度。

8.5  幫助菜單：

它提供橢偏儀有關(guān)情況介紹、公式推導(dǎo)以及儀器操作等內(nèi)容。

 

9.  軟件的安裝及使用：

9.1  軟件的安裝：

9.1.1.把安裝光盤放入光驅(qū)中，打開光盤。光盤內(nèi)包含‘TPY-2自動(dòng)橢圓偏振測(cè)厚儀’軟件安裝程序和使用說明書（電子版）。

9.1.2.打開‘TPY-2自動(dòng)橢圓偏振測(cè)厚儀’文件夾，點(diǎn)擊其中的setup.exe即開始安裝程序，出現(xiàn)如下界面：

圖9.1.1 安裝界面1

點(diǎn)擊“下一步”按鈕，

圖 9.1.2 安裝界面2

 

點(diǎn)擊“瀏覽”選擇安裝路徑，點(diǎn)擊“下一步”出現(xiàn)如下界面，

 

圖 9.1.3 安裝界面3

點(diǎn)擊“安裝”出現(xiàn)如下界面，開始安裝程序。

圖 9.1.4 安裝界面4

等待進(jìn)度條達(dá)到**時(shí)，自動(dòng)彈出‘結(jié)束’框，點(diǎn)擊‘結(jié)束’，‘TPY-2自動(dòng)橢圓偏振測(cè)厚儀’的軟件安裝完成。

圖 9.1.5 安裝界面5

 

 

9.2  硬件驅(qū)動(dòng)的安裝：

按順序連接好各部件間的電源線及電纜，最后將USB數(shù)據(jù)電纜連接到計(jì)算機(jī)上，此時(shí)系統(tǒng)提示‘發(fā)現(xiàn)新硬件’，根據(jù)系統(tǒng)提示，將路徑*到安裝光盤\usb100驅(qū)動(dòng)程序下，一步步點(diǎn)擊完成安裝。

9.3  軟件的使用：

9.3.1連接好各部件間的線路后，打開電源開關(guān)。按照**的‘實(shí)驗(yàn)步驟’調(diào)整好儀器狀態(tài)。

9.3.2雙擊計(jì)算機(jī)桌面上的‘TPY 2型自動(dòng)橢圓偏振測(cè)厚儀’圖標(biāo)，運(yùn)行程序。

圖 9.3.1 運(yùn)行程序

點(diǎn)擊后出現(xiàn)如下界面，

 


圖 9.3.2 歡迎對(duì)話框

點(diǎn)擊對(duì)話框右下腳的‘進(jìn)入’，

 


圖 9.3.3   運(yùn)行界面

 

鼠標(biāo)單擊工具欄中‘文件’，其中的‘退出’可直接退出本程序。

‘測(cè)試’欄，是專為我公司人員對(duì)儀器的初始狀態(tài)等參數(shù)調(diào)試所使用，用戶無須操作。

 

   圖 9.3.4  ‘測(cè)試’欄

 

 

圖 9.3.5  ‘實(shí)驗(yàn)’欄

 

‘實(shí)驗(yàn)’欄是本軟件的**部分包括圖示的兩項(xiàng)，其功能操作后面會(huì)作詳細(xì)介紹。

‘查表’、‘幫助’這兩項(xiàng)**已經(jīng)介紹過，這里就不再重復(fù)。

要開始實(shí)驗(yàn)，點(diǎn)擊快捷欄中的‘實(shí)驗(yàn)’將彈出對(duì)話框：

  圖 9.3.6  ‘實(shí)驗(yàn)選擇’對(duì)話框

在此選擇實(shí)驗(yàn)類型，一般情況下我們選擇‘測(cè)量薄膜的折射率和厚度’，選擇后點(diǎn)‘確定’，進(jìn)入操作界面，如下：

圖 9.3.7  ‘測(cè)量’對(duì)話框

 

在這里可以對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行‘打開’、‘保存’、‘打印’等操作，方便用戶的使用。

要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)量，點(diǎn)‘實(shí)驗(yàn)’鍵，彈出如下框：

 

圖 9.3.8  ‘參數(shù)設(shè)置’對(duì)話框

 

在對(duì)話框中填入實(shí)驗(yàn)前已確定的一些基本參數(shù)，填好后點(diǎn)擊‘確定’：

 

圖 9.3.9  進(jìn)入測(cè)量前的對(duì)話框

 

如圖所示，原有界面彈出兩個(gè)按鈕‘測(cè)量’和‘計(jì)算’，點(diǎn)‘測(cè)量’，出現(xiàn)如下對(duì)話框。

 

圖 9.3.10 ‘測(cè)量設(shè)置’對(duì)話框

填好參數(shù)后，點(diǎn)擊‘確定’，出現(xiàn)如下測(cè)量主界面。

圖 9.3.11  測(cè)量界面

在此點(diǎn)擊‘測(cè)量’，開始實(shí)驗(yàn)。測(cè)量時(shí)實(shí)驗(yàn)框的左側(cè)會(huì)顯示出儀器測(cè)量過程的步驟提示，同時(shí)還能在右側(cè)的坐標(biāo)欄中看到掃描曲線。

圖 9.3.12  測(cè)量界面

等待測(cè)量結(jié)束后，選擇數(shù)據(jù)平均次數(shù)，點(diǎn)擊‘確定’?，F(xiàn)在窗口會(huì)回到進(jìn)入主界面前的對(duì)話框，同時(shí)測(cè)量數(shù)據(jù)已自動(dòng)填入?yún)?shù)欄內(nèi)，點(diǎn)擊‘測(cè)量’旁的‘計(jì)算’按鈕。即可計(jì)算出測(cè)量結(jié)果。

圖 9.3.13  實(shí)驗(yàn)結(jié)果輸出界面1

顯示的折射率、厚度即為實(shí)驗(yàn)所求結(jié)果。如果想保留數(shù)據(jù)點(diǎn)‘確定’，否則點(diǎn)‘取消’。保存后，計(jì)算結(jié)果自動(dòng)填入表格中。

圖 9.3.14  實(shí)驗(yàn)結(jié)果輸出界面2

為了求解真實(shí)厚度，往往需要改變角度后，再測(cè)一次，重復(fù)上述步驟，可以得到*二組數(shù)據(jù)。

圖 9.*  顯示兩組測(cè)量結(jié)果

點(diǎn)擊 ‘折射率擬合’，將出現(xiàn)‘折射率擬合’界面。

圖 9.3.16  ‘折射率擬合’框

根據(jù)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的判定，選擇相應(yīng)擬合方法，‘?dāng)M合’后，點(diǎn)‘確定’,又出現(xiàn)如下界面。

圖 9.3.17 測(cè)量結(jié)果輸出界面

所顯示的真實(shí)厚度值即為所測(cè)量的薄膜厚度。實(shí)驗(yàn)結(jié)束。

為了能夠同時(shí)測(cè)得多種樣品的數(shù)據(jù)，您可以選擇多個(gè)‘寄存器’分別實(shí)驗(yàn)。

9.4  軟件的功能：

以下介紹的這些功能是我們?yōu)榱溯^好的幫助您進(jìn)行測(cè)量實(shí)驗(yàn)而增設(shè)的。它們不僅可以實(shí)現(xiàn)（n，d）～（Ψ，Δ）關(guān)系的圖形化，提高測(cè)量數(shù)據(jù)與結(jié)果的誤差分析，而且能較好地幫助您理解橢圓偏振法的測(cè)量原理。

9.4.1‘工具’欄中的生成表：可以生成一系列（n，d）～（Ψ，Δ）對(duì)應(yīng)關(guān)系的數(shù)據(jù)。

圖 9.4.1 ‘工具’中的‘生成表’

 

9.4.2‘工具’欄中的單層膜曲線：可以生成Ψ~ Δ關(guān)系曲線，即單層膜曲線。

圖 9.4.2 ‘工具’中的‘單層膜曲線’圖框

 

9.4.3工具’欄中的數(shù)據(jù)計(jì)算：在已知參數(shù)的空格中填入已知的Ψ，Δ值，點(diǎn)擊計(jì)算即可得出n₂和d值?！?dāng)?shù)據(jù)計(jì)算’能夠計(jì)算出您在各種條件下測(cè)量的薄膜厚度及折射率。

圖 9.4.3 ‘工具’中的‘?dāng)?shù)據(jù)計(jì)算’框

 

9.4.4查表法

我們還為您提供了一種傳統(tǒng)的尋找測(cè)量結(jié)果的方法——查表法，也能幫助您檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的正確性。

 


圖 9.4.4  點(diǎn)擊‘查表’

 

點(diǎn)擊查表將出現(xiàn)如圖9.4.5，在圖中相應(yīng)的空白框中填入測(cè)量數(shù)據(jù)，將生成一系列（Ψ，Δ）～（n，d）表格，再點(diǎn)‘查表’。讓您通過傳統(tǒng)查找結(jié)果的方法也能得到測(cè)量結(jié)果。

圖 9.4.5 ‘查表’界面

以上是對(duì)一般的非金屬薄膜進(jìn)行參數(shù)測(cè)量的過程。測(cè)量‘金屬?gòu)?fù)折射率’的方法與此類似，這里就不一一介紹了。

 

10.  儀器使用及注意事項(xiàng)

10.1  激光光源點(diǎn)亮后會(huì)發(fā)出較強(qiáng)的激光，對(duì)人眼會(huì)造成傷害，故在使用中，**禁止直視光源。

10.2  儀器在使用過程中各部件會(huì)產(chǎn)生熱量，為了能夠較有效地使用本儀器。工作時(shí)應(yīng)盡量選擇在陰涼、通風(fēng)好的地方，以免影響儀器的使用壽命。

10.3  長(zhǎng)時(shí)間不使用時(shí)，應(yīng)將儀器置于防塵、隔熱、相對(duì)濕度<70%環(huán)境。

 

11.  技術(shù)服務(wù)幫助

您在使用我們公司產(chǎn)品過程中，如果遇到技術(shù)問題無法解決，或提出新的技術(shù)要求，請(qǐng)和我們聯(lián)系，我們將為您提供良好的技術(shù)服務(wù)。

 

我們的宗旨是：質(zhì)量**  服務(wù)**  信譽(yù)**

科爾奇中國(guó)有限公司

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