中红外穆勒矩阵椭偏测量系统研究

发布时间：2020-04-08 03:05

【摘要】：红外材料在固体物理、分子化学、薄膜生长、生物医药和国防等领域应用非常广泛,其光学常数对其功能、性能具有重要意义。作为一种非破坏性、高精度、高灵敏度的测量手段,红外椭偏仪能够实现中红外宽谱段材料光学常数的快速表征,同时还能够获得样品声子振动、自由载流子迁移和分子振动等信息,因此广泛应用于红外薄膜材料的表征。红外穆勒矩阵椭偏仪能够在一次测量过程中获得样品的全部穆勒矩阵元素,因此在各向异性红外材料的表征中展现出很大优势。本学位论文围绕傅里叶变换中红外穆勒矩阵椭偏仪展开研究,主要研究工作及创新点包括:首先,根据红外各向异性薄膜材料测量需求以及中红外穆勒矩阵椭偏仪研究现状,提出傅里叶变换中红外穆勒矩阵椭偏测量方法,并提出对消色差延迟器和高消光比偏振器进行设计。其次,建立了傅里叶变换中红外穆勒矩阵椭偏仪系统模型,利用条件数对步进式偏振调制的系统配置矩阵进行优化以减小误差传递,提出了适用于该仪器的校准方法,并通过仿真实验验证了系统模型、优化结果和校准方法的可行性与正确性。再次,完成了仪器光学系统设计,设计了适用于中红外波段的消色差相位延迟器,使用双金属线栅偏振片实现了偏振器的高消光比,并完成了仪器结构和控制系统设计。最后,完成了傅里叶变换中红外穆勒矩阵椭偏测量系统的搭建,并利用所研制的仪器对空气和二氧化硅标准薄膜样品进行测量,实现了1.5~5.5μm薄膜样品的全穆勒矩阵测量,单点测量时间为3min,穆勒矩阵测量精度为±0.06。
【图文】：

科 技 大 学 硕 士 学 位 ，便于进行系统集成，输出接近准直的输谱稳定性好，光源寿命长达 10000 小时块采用氟化钙作为分束器材料，其光谱式反射器设计，光谱分辨率为 4cm-1，在干涉仪信噪比大于 3000:1，出射光束发动和温度不敏感，,结合光源模块，傅里的选择。汞红外光伏探测器，具体结构如图 3-3 所积为 1mm，允许发散半角为 28mrad，进行配合使用。该探测器在中红外区域本率高，噪声小，探测率高，响应波段宽，因此是较为理想的探测器选择。
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TN219;TH74

【参考文献】

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本文编号：2618797