[发明专利]基于电磁第一性原理反演粗糙表面光学常数的椭偏方法

摘要

基于电磁第一性原理反演粗糙表面光学常数的椭偏方法，属于光学常数测量技术领域。本发明是为了解决由于样品表面粗糙度的存在，使采用椭偏法测量的材料光学常数存在误差的问题。它包括：获取粗糙表面样品的椭偏参数、均方根粗糙度σ和自相关长度ζ；将椭偏参数作为粗糙表面样品光学常数的函数并用一阶泰勒级数展开；定义目标函数和迭代的终止条件，结合电磁第一性原理和迭代公式计算光学常数。本发明用于获得粗糙表面的光学常数。

主权项

1.一种基于电磁第一性原理反演粗糙表面光学常数的椭偏方法，其特征在于，它包括：获取粗糙表面样品的椭偏参数、均方根粗糙度σ和自相关长度ζ；将椭偏参数作为粗糙表面样品光学常数的函数，则：Ψ＝f1(n,k),Δ＝f2(n,k)，       (1)式中Ψ为幅度值，Δ为相位差，n为折射率，k为消光系数；将式(1)用一阶泰勒级数展开，再通过如下迭代公式计算光学常数：式中下角标j为迭代次数，为松弛因子，并且为矩阵η_j的逆矩阵，η_j为偏导数矩阵；Ψ^*为实验测量的幅度值，Δ^*为实验测量的相位差；定义目标函数为：J(n,k)＝(Ψ‑Ψ*)2+(Δ‑Δ*)2，      (3)迭代的终止条件定义为：J(nj,kj)＜|δΨ|2+|δΔ|2,j＝1,2,3...            (4)式中δΨ为幅度值Ψ的标准偏差，δΔ为相位差Δ的标准偏差；结合电磁第一性原理和迭代公式计算目标函数(3)，直到满足终止条件(4)，获得光学常数折射率n和消光系数k。