薄膜红外光谱区光学常数的测量方法
【专利摘要】本发明属于光学薄膜光学常数测量【技术领域】，具体涉及一种Ge1-xCx薄膜红外光谱区光学常数的测量方法。本发明提供一种Ge1-xCx薄膜红外光谱区光学常数的测量方法，其通过测量薄膜红外透射光谱确定吸收峰位置，参考吸收峰位置建立薄膜光学常数物理模型，然后利用红外透射光谱和椭圆偏振光谱相结合的复合目标反演方法计算得到Ge1-xCx薄膜的折射率、消光系数和物理厚度等光学常数。具体而言，该方案采用单层红外薄膜的透射光谱确定其吸收峰的准确位置和吸收大小，在此基础上进行椭偏光谱的回归运算，得到薄膜的光学常数。其优点在于可以得到准确薄膜光学长常数，特别是具有吸收峰的红外薄膜光学常数。
【专利说明】-种Gei_xCx薄膜红外光谱区光学常数的测量方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于光学薄膜光学常数测量【技术领域】，具体涉及一种GehCx薄膜红外光谱 区光学常数的测量方法。
【背景技术】
[0002] Gei_xCx薄膜具有折射率可变、硬度高与红外窗口基底结合好的优点，是一种理想 的红外增透硬质保护薄膜。制备高性能的折射率可变的Gei_xCx薄膜，对于设计和研制应用 于高速飞行红外窗口硬质保护薄膜，提高红外窗口的光学特性和机械特性，是十分必要的。 制备Gei_xCx薄膜的主要方法有磁控溅射法、化学气相沉积法和离子束反应溅射沉积等，不 同制备工艺方法、同种工艺方法的不同工艺参数制备得到的Gei_xCx薄膜具有不同的光学常 数，主要包括折射率、消光系数和物理厚度，由于光学常数是薄膜设计的基础，因此测量得 到Gei_xCx薄膜的光学常数是其应用的前提。
[0003] 目前椭偏光谱法被广泛应用于Gei_xCx薄膜光学常数的计算中，但对于具有自身特 定吸收峰的Gei_xCx薄膜，椭偏光谱法无法得到其吸收峰中心位置和吸收大小的精确值。
【发明内容】
[0004] (一）要解决的技术问题
[0005] 本发明要解决的技术问题是：如何提供一种Gei_xC x薄膜红外光谱区光学常数的测 量方法。
[0006] (二）技术方案
[0007] 为解决上述技术问题，本发明提供一种GehCx薄膜红外光谱区光学常数的测量方 法，其包括如下步骤：
[0008] 步骤Sl :在双面抛光的红外光学基底上制备单层红外薄膜，控制薄膜厚度为 200nm 至 10 u m 之间；
[0009] 步骤S2 :利用红外光谱仪测量薄膜样品的红外透射光谱；
[0010] 步骤S3 :将薄膜样品背面，S卩非镀膜面，处理粗糙；
[0011] 步骤S4 :利用红外椭圆偏振仪测量薄膜样品的红外椭圆偏振光谱；
[0012] 步骤S5 :建立光学常数的物理模型，在透射光谱对应的吸收峰位置增加吸收模 型，并根据透射光谱下降的幅度调整吸收峰的幅度。并预先设定如下评价函数：
【权利要求】
1. 一种Gei_xCx薄膜红外光谱区光学常数的测量方法，其特征在于，其包括如下步骤： 步骤S1 :在双面抛光的红外光学基底上制备单层红外薄膜，控制薄膜厚度为200nm至 10ym之间； 步骤S2 :利用红外光谱仪测量薄膜样品的红外透射光谱； 步骤S3 :将薄膜样品背面，S卩非镀膜面，处理粗糙； 步骤S4 :利用红外椭圆偏振仪测量薄膜样品的红外椭圆偏振光谱； 步骤S5 :建立光学常数的物理模型，在透射光谱对应的吸收峰位置增加吸收模型，并 根据透射光谱下降的幅度调整吸收峰的幅度。并预先设定如下评价函数：
MSE是测量值与理论模型计算值的均方差，N为椭偏光谱测量波长的数目，M为变量个 数
和分别为第i个波长的测量值，
分别为第i个波长的计算值，
分别为第i个波长的测量误差；p为透射光谱测量波长的数目，r/f为第j 个波长的透射测量值，:为第j个波长的透射计算值，为第j个波长的透射测量误 差；从上述公式可以看出，MSE被测量误差加权，所以噪音大的数据被忽略掉，MSE越小表示 拟合得越好； 步骤S6 :进行回归运算，得到红外光谱区具有特征吸收峰的薄膜光学常数。
【文档编号】G01M11/02GK104406773SQ201410720809
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年12月2日 优先权日:2014年12月2日
【发明者】刘丹丹, 姜承慧, 孙鹏, 刘华松, 赵志宏, 季一勤 申请人:中国航天科工集团第三研究院第八三五八研究所