高温加载下测量薄膜光学常数及形貌参数的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于光学测量相关技术领域，并具体公开了一种高温加载下测量薄膜光学常数及形貌参数的装置及方法。所述装置包括光学常数测量模块和高温加热模块，高温加热模块包括高温加热腔、石英玻璃窗、高温加热台、高温台控制器以及气体流道单元，光学常数测量模块包括入射光路单元和反射光路单元。所述方法包括根据校准的椭偏参数获取样品的真实椭偏参数，并根据样品的光学常数参数化模型和正向光学模型获取样品光学常数以及形貌参数。本发明专利技术可在较宽的热温度范围内校准不同加热温度下石英玻璃窗所引入的椭偏参数偏差，并构建还原性的测量气体氛围，使得本发明专利技术装置能够更准确的测量得到待测样品的光学常数以及形貌参数。

【技术实现步骤摘要】
高温加载下测量薄膜光学常数及形貌参数的装置及方法
本专利技术属于光学测量相关
，更具体地，涉及一种高温加载下测量薄膜光学常数及形貌参数的装置及方法。
技术介绍
材料在高温下的光学常数是衡量材料对高温加载的响应特性的重要物理参数。鉴于材料在高温加载条件下的应用越来越广泛，如热场中等离激元结构的使用、靶材沉积高能超短脉冲激光能量、光纤光栅制作高温传感单元、航空航天领域利用工程材料设计热辐射调控装置等，而这些应用场景均需要材料在高温加载时的光学常数。此外，利用材料的高温光学常数来探索温度导致的相变现象也是备受瞩目的研究兴趣之一，如利用镍的温度依赖性光学常数来探索其在居里温度附近的转变、利用铝的温度依赖性光学常数来探索其固液相变机理等，这些材料的光学常数均会随着加热温度变化而发生变化，同时材料的温度依赖性光学常数是诸多应用领域所急需的基础数据。因此，精准地表征这些材料在高温加载下的光学常数，对合理利用这些材料是十分必要的。典型表征在不同温度加载条件下材料光学常数的方法主要有两种，一种是通过测量不同加热温度下具有不同厚度的金属氧化层的发射率来求解其光学常数，另一种是变温椭圆偏振测量装置。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高温加载下测量薄膜光学常数及形貌参数的装置，其特征在于，包括光学常数测量模块和高温加热模块，其中，所述高温加热模块包括高温加热腔(150)、石英玻璃窗(120)、高温加热台(130)、高温台控制器(180)以及气体流道单元，所述高温加热腔(150)为中空结构，其上表面嵌设有可开关的所述石英玻璃窗(120)，所述高温加热台(130)设于所述高温加热腔(150)的中空结构中，且位于所述石英玻璃窗(120)的正下方，用于放置待测样品(140)，所述高温台控制器(180)与所述高温加热台(130)连接，所述气体流道单元与所述高温加热腔(150)的中空结构相连通；所述光学常数测量模块包括入射光路...

【技术特征摘要】
1.一种高温加载下测量薄膜光学常数及形貌参数的装置，其特征在于，包括光学常数测量模块和高温加热模块，其中，所述高温加热模块包括高温加热腔(150)、石英玻璃窗(120)、高温加热台(130)、高温台控制器(180)以及气体流道单元，所述高温加热腔(150)为中空结构，其上表面嵌设有可开关的所述石英玻璃窗(120)，所述高温加热台(130)设于所述高温加热腔(150)的中空结构中，且位于所述石英玻璃窗(120)的正下方，用于放置待测样品(140)，所述高温台控制器(180)与所述高温加热台(130)连接，所述气体流道单元与所述高温加热腔(150)的中空结构相连通；所述光学常数测量模块包括入射光路单元和反射光路单元，入射光路单元和反射光路单元关于石英玻璃窗(120)对称布置，以此方式，入射光路单元发出的入射光束透过所述石英玻璃窗(120)后能斜照在待测样品(140)的表面，然后经待测样品(140)的反射进入所述反射光路单元，从而获取温度Tm下不同光谱波长λm,j处待测样品(140)的椭偏参数，并以此得到待测样品(140)的光学常数及形貌参数。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述入射光路单元包括依次间隔布置的第一宽光谱光源(10)、第一准直透镜组(20)、第一偏振片(30)、第一1/4波片(40)以及与所述第一1/4波片(40)连接设置的第一中空电机(50)；所述反射光路单元包括依次间隔布置的孔径光阑(60)、第二1/4波片(80)、第二偏振片(90)、第二消色差会聚透(100)、光谱仪(110)以及与所述孔径光阑(60)和第二1/4波片(80)连接设置的第二中空电机(70)，所述入射光路单元产生的探测光束的直径小于所述高温加热台(130)的直径，同时，该入射光路单元产生的探测光束的直径小于所述孔径光阑(60)的直径。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第一准直透镜组(20)包括依次间隔布置的第一消色差会聚透镜(21)、第一光阑(22)以及第一消色差准直透镜(23)，其中，所述第一光阑(22)设置在所述第一消色差会聚透镜(21)和第一消色差准直透镜(23)的共轭焦点上，所述第一宽光谱光源(10)输出的光谱波长范围为200nm～1000nm。4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述气体流道单元包括设于所述高温加热腔(150)左侧的进气接口(160)以及设于所述高温加热腔(150)右侧的出气接口(161)。5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括水循环单元，该水循环单元设于所述高温加热腔(150)的外周及底部，其进水口与进水接口(170)连接，出水口与出水接口(171)连接。6.根据权利要求1-5任一项所述的装置，其特征在于，所述高温台控制器(180)工作时的加热范围为300K～1200K；所述高温台控制器(180)的机箱中还设有温度控制器。7.一种如权利要求1-6任一项所述的装置的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：S1将所述装置进行对准以后，将标准件放置于高温加热台(13...

【专利技术属性】
技术研发人员：江浩，刘佳敏，刘世元，洪琳，谷洪刚，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42