光学薄膜体折射率不均匀缺陷模型研究

摘要

实际应用中的薄膜或多或少存在体折射率不均匀缺陷，其准确表征对于镀膜工艺参数调校、低损耗薄膜设计与制备分析等具有影响。本文通过研究用于反演体折射率不均匀度的数学模型，旨在为光学薄膜缺陷反演提供有效工具。
　　首先，从Schroder近似出发，推导了体折射率不均匀薄膜的特征矩阵，通过特征矩阵法推广，建立了体折射率不均匀多层膜光谱特性计算的近似模型。利用Born近似和基于有效介质近似，讨论了上述近似模型的有效性、计算精度和时间消耗特性。结果表明，上述模型为多层膜体折射率不均匀缺陷反演提供了一种快速、有效的手段，为基于宽带光谱测量数据拟合的膜层缺陷数值反演应用奠定了基础。
　　其次，借助特征矩阵方法建立了斜入射条件下的不均匀膜光谱特性计算的近似模型，探讨了模型的计算精度和计算时间消耗，并利用模型计算椭偏角验证了模型的可行性。斜入射条件下的不均匀薄膜模型拓宽了特征矩阵方法在反演计算体折射率不均匀度时的应用范围，既适用于光谱测量，也便于椭偏计算。
　　最后，基于斜入射条件下的不均匀膜光谱特性计算的近似模型，讨论了光谱特性对体折射率不均匀度的敏感度。对于单层膜利用求导的方法得出光谱特性敏感度的解析式，对于多层膜利用差分的方法得出光谱特性敏感度曲线。将敏感度量化对比，得出适用于测量和反演计算体折射率不均匀度的光谱特性，为反演参数的选取和反演计算提供便捷手段。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 研究现状概述

1.3 主要工作

第二章 正入射条件下体折射率不均匀膜模型

2.1 表征体折射率不均匀膜的近似理论

2.2 正入射条件下体折射率不均匀膜模型

2.3 模型有效性、计算精度及时间讨论

2.4 本章小结

第三章 斜入射条件下体折射率不均匀膜模型

3.1 斜入射时体折射率不均匀膜的膜系特征

3.2 模型有效性、精度和时间的讨论

3.3 本章小结

第四章 体折射率不均匀膜计算模型的光谱敏感分析

4.1 体折射率不均匀单层膜计算模型的光谱敏感分析

4.2 体折射率不均匀多层膜计算模型的光谱敏感分析

4.3 本章小结

第五章 总结与展望

5.1 总结

5.2 未来工作

致谢

参考文献

作者在学期间取得的学术成果