Оптические постоянные непрозрачных пленок

Большой ин­терес представляет задача определения оптических постоянных непрозрачных пленок, поскольку в области вакуумного ультрафиолета многие материалы обладают высоким коэффициентом поглощения. В этом случае оптические постоянные подложки, на которую осаждается пленка, уже не играют роли, и эта задача совпадает с задачей определения оптических постоянных непро­зрачных материалов. В видимой области спектра для определе­ния оптических постоянных обычно используется поляриметри­ческая техника Друде. К сожалению, до сих пор отсутствуют поляризаторы для вакуумного ультрафиолета, и по этой причи­не этот метод не используется.

Для некоторых материалов в ограниченной спектральной области вакуумного ультрафиолета k²<^(n—I)². В этом случае из измерений отражения при нормальном падении можно при­ближенно определить величину п. К сожалению, при малых зна­чениях k для получения непрозрачных пленок требуется доста­точно большая толщина пленки и встает вопрос о поверхностном рассеянии. Если условие (п— I)² не выполняется, то в прин­ципе n и k могут быть определены из измерений коэффициента отражения при нормальном падении света и падении под неко­торым углом.

Зависимость коэффициента отражения на границе воздух — однородная поглощающая среда от угла падения дается урав­нением Френеля. В удобной форме эти уравнения могут быть получены также как част­ный случай общих формул для оптических свойств многослойной пленочной системы.

В этих уравнениях отражение неполяризованного падаю­щего света полностью определяется параметрами n, 0 и k. Абеле показал, что при угле падения 45° для неполяризован­ного падающего света справедливо равенство R_s = R². Исполь­зуя это отношение, Робэн нашел, что можно относительно легко рассчитать n и k. К сожа­лению, чувствительность этого метода различна для n и k и, кроме того, зависит от порядка этих величин. Действительно, если с помощью общих уравнений Френеля определять n и k из измерений коэффициента отражения при двух различных углах падения, то выбор углов, дающих максимальную чувствитель­ность, будет меняться от материала к материалу. Следователь­но, хотя аналитически это и более сложно, повышение чувстви­тельности может быть получено из результатов измерения коэф­фициента отражения при углах падения в интервале 0—90°.