[发明专利]二氧化硅光学薄膜消光系数确定方法

摘要

本发明涉及一种二氧化硅光学薄膜消光系数确定方法，属于光学薄膜技术领域。本发明将SiO2薄膜等效为纯SiO2和亚氧化物的混合物，构建光学常数物理模型，获得较高精度的消光系数测试，确定了SiO2光学薄膜消光系数，解决了极低消光系数的SiO2薄膜特性表征问题，通过该方法可以获得低于1×10‑8的消光系数测试。该方法在SiO2薄膜光学常数精确标定上具有广泛的应用价值。

主权项

一种二氧化硅光学薄膜消光系数确定方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、选择单晶硅作为SiO2薄膜制备的基底，所述基底的表面粗糙度优于0.3nm，基底和SiO2薄膜共同构成基底‑薄膜系统；步骤2、设定测量波长范围为λmin到λmax，测量波长的间隔为Δλ，测量基底‑薄膜系统的光谱，从而得到反射椭偏参数Ψ(λ)和Δ(λ)，λmin的取值为测量仪器的最短波长，λmax的取值在SiO2薄膜的透明区域内任意位置，设入射角度为θ；步骤3、将所述SiO2薄膜等效为纯SiO2薄膜和亚氧化物薄膜的混合物，基于Tauc‑Lorentz介电常数模型，分别确定纯SiO2薄膜和亚氧化物薄膜的介电常数；步骤4、设纯SiO2薄膜和亚氧化物薄膜的介电常数分别为εx和εy，其中亚氧化物薄膜的体积含量为f，基于Maxwell‑Garnett关系，得到SiO2薄膜的介电常数与纯SiO2薄膜和亚氧化物薄膜的介电常数满足的关系；步骤5、基于步骤4得到的关系，根据薄膜光学原理，使用非线性优化算法从步骤2测试得到的基底‑薄膜系统光谱中，反解出SiO2薄膜的介电常数ε、折射率nf和消光系数kf，以及f。