薄膜塗層光學常數的量測理論及實驗

Abstract

本文推導出薄膜在不同偏極的反射率R和穿透率T值之表示式子，藉此式子 以便進行逆運算，擬求出薄膜的光學常數(n,k)值和薄膜厚度t。在這方法 中，我們考慮基材和接觸環境對反射和穿透效應的影響。此法在各種的情 況能求出三個未知量，採用入射角為傾斜。光學常數的求解，係利用推導 所得的Ｒ和Ｔ及實驗量測所得的反射率及穿透率，利用最小平方誤差法， 而求出(n,k,t) 值。另外，也比較光學常數對不同偏極的反射率和穿透率 值的關係。得知每個k值都有一個相對n值存在，其反射率為最小極限值。 對厚度而言，當厚度很大時，反射率將趨於一定值，而穿透率則趨於 0 。對高k 值的薄膜，使用反射率和穿透率值逆算光學常數較容易得到唯一 解。另外，設計一個實驗以 MgO為為基材，量測YBaCuO薄膜的光學常數。 結果顯示，對 YBaCuO薄膜而言，當波長 在可見光區，波長愈大，n 值也 愈大，但 k值則愈小。