衰減全反射測量系統(tǒng)的研究.pdf

1、衰減全反射結(jié)構(gòu)是光學(xué)上一種較為特殊的反射型結(jié)構(gòu)，在一定的條件下，反射光的空間強(qiáng)度和頻譜成分都會受到結(jié)構(gòu)參數(shù)的控制和影響，同時反射光也攜帶上了結(jié)構(gòu)本身的信息。因此利用衰減全反射原理可以精確地測量一些物理參數(shù)。 本文對衰減全反射進(jìn)行了理論和實驗上的研究；對微小位移的實時測量、有機(jī)聚合物光漂白的實時監(jiān)控和晶體材料壓電系數(shù)的測量進(jìn)行了實驗研究；提出了一些新的測量方法，并在實驗上得到了驗證。 本文首先從理論上對衰減全反射進(jìn)行了計算

2、和討論，并對幾種常見的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析，這些研究工作都是以后實驗工作的理論基礎(chǔ)。接著又從波導(dǎo)介質(zhì)層的平行度對衰減全反射的影響入手，對不同激勵方式的衰減全反射方式受波導(dǎo)介質(zhì)層平行度的影響進(jìn)行了理論分析，為后面實驗樣品加工精度提供了理論指導(dǎo)。 在微小位移的測量和有機(jī)聚合物光漂白的監(jiān)控的實驗中，我們提出了一種新的非掃描型的衰減全反射實時測量方法。其實驗框架由半導(dǎo)體激光器、空間濾波器、聚焦透鏡、耦合棱鏡、CCD接受裝置等組成。激光束先經(jīng)空

3、間濾波器擴(kuò)束，再由透鏡聚焦，以一定角寬度的光束聚焦于耦合棱鏡底面，由于棱鏡底面的波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，在反射光斑中會出現(xiàn)若干條吸收峰，即顯示出標(biāo)志波導(dǎo)模式的一組黑線，若外界條件變化時(如紫外光照射，電極化等)，波導(dǎo)薄膜某些參數(shù)會受外界條件的變化而變化，表現(xiàn)為黑線的移動，我們可根據(jù)黑線的移動量，精確測量每一時刻波導(dǎo)薄膜的折射率和膜厚等參數(shù)。 在晶體壓電系數(shù)測量的實驗中，鍍在晶體材料兩面的金膜既作為雙面金屬包覆介質(zhì)波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的耦合層和襯底，又作為