单波长法测量光学薄膜折射率色散的简便实用方法

本文介绍了一种简便实用的方法来测量光学透明薄膜的折射率色散，该方法结合了单波长椭圆偏光仪与分光光度计。传统的测量方法往往需要专门的仪器，只能测定特定波长（如6328Å）的折射率，而本文提出的测量方法则能够覆盖任意波长，提高了测量的灵活性。 首先，作者讨论了薄膜折射率在光学膜系设计中的重要性，指出现有的精确测量方法如图像求解法和双基片法存在精度不高、耗时或设备复杂的问题。本文的新方法基于单波长椭圆偏光仪测量薄膜的几何厚度d，结合分光光度计测定不同波长下的透射率T，通过塞尔默色散方程来计算折射率的色散常数A和B。 具体步骤如下： 1. 使用单波长椭圆偏光仪精确测量薄膜的几何厚度d，这一步确保了数据的准确性。 2. 选定一个已知折射率的透明基片，如玻璃，这样在测量不同波长λ时，基片折射率~是固定的。 3. 利用分光光度计测量薄膜在不同波长下的透射率T，这些数据与已知的d和λ一起，作为输入变量来求解折射率n。 4. 通过塞尔默色散方程，将这些数据转化为通用的色散常数A和B，从而得到各波长下的折射率变化情况。 这种方法的优势在于其简便易行，而且通过选择适当的位相厚度，可以将折射率测量误差控制在1×10^(-2)，这对于膜系设计和镀制过程来说，已经达到了很高的精度要求。本文提供了一种有效且精确的薄膜折射率色散测量手段，对于提升光学器件的设计和制造质量具有实际应用价值。