薄膜光学试题答案

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1、一．选择题：1．真空蒸发镀膜按其工作原理，可以分为那几种方法（多选题）：ABDA．溅射镀膜B．热蒸发镀膜C．电子束蒸发镀膜D．离子镀2．溅射和热蒸发的根本区别在于，热蒸发是借助于C发生蒸发的，而溅射是通过获得A蒸发的。A．动量转换B．电能转换C．焦耳热D．热电子轰击3.如图，面蒸发源位于球迷夹具的球心，基片1和2膜厚之比为：BA．B．D．C．图14.只能监控薄膜厚度为四分之一波长或其整数倍的控制方法有：ADA．极值控制法B．石英晶体控制法C．单波长监控法D．波长调制法二．简答：1.如图2简述机械泵的工作原理，如何提高其工作效率？答：当转子顺时针转动时，空气由被抽容器通过进气

2、管被吸入，旋片随着转子的转动使与进气管相连的区域不断扩大，而气体就不断地被吸入。当转子达到一定位置时，另一旋片把被吸入气体的区域与被抽容器隔开，并将气体压缩，直到压强增大到可以顶开出气口的活塞阀门而被排出泵外，转子的不断转动使气体不断地从被抽容器中抽出。可以通过提高机械泵的体积或提高转速来提高效率。2.如图3简述有油扩散泵的工作原理。图3图2答：真空泵油经电炉加热沸腾后，产生一定的油蒸汽，蒸汽沿着蒸汽导流管传输到上部，经由三级伞形喷口向下喷出。喷口外面的压强较油蒸汽压低，于是便形成一股向出口方向运动的高速蒸汽流，使之具有很好的运载气体分子的能力。油分子与气体分子碰撞，由于油

3、分子的分子量大，碰撞的结果是油分子把动量交给气体分子自己慢下来，而气体分子获得向下运动的动量后便迅速往下飞去．并且，在射流的界面内，气体分子不可能长期滞留，因而界面内气体分子浓度较小．由于这个浓度差，使被抽气体分得以源源不断地扩散进入蒸汽流而被逐级带至出口，并被前级泵抽走．慢下来的蒸汽流在向下运动的过程中碰到水冷的泵壁，油分子就被冷凝下来，沿着泵壁流回蒸发器继续循环使用．冷阱的作用是减少油蒸汽分子进入被抽容器。3.简述电子束蒸发的原理。答：金属在高温状态下，它内部的一部分电子获得足够的能量，逸出金属表面，这就是所谓热电子发射。如果加上一定的电场，则发射的电子在电场中将向阳极

4、运动，电场电压越大，电子的运动速度就越快。这样就可以形成高速运动的电子流，在电磁场中聚成细束，轰击被镀材料的表面，由于动能转变成热能，使材料迅速升温而蒸发。1.简述极值控制法监控薄膜厚度的基本原理，为什么此方法只能控制四分之一波长整数倍厚度的膜层？答：膜层的振幅投射系数为：于是投射率为：由式可见，投射光强为薄膜厚度的函数，当等于四分之一波长整数倍时，投射率出现极值，同理反射光强也按类似的形式变化。因此我们可以通过测量反射率或透射率的极值点的次数，来控制四分之一波长整数倍膜层厚度。2.椭圆偏振仪可以测量薄膜的那些参数，画出椭圆偏振仪示意图（光路上各个器件的摆放）。答：可以测量

5、薄膜的折射率和几何厚度。三．计算题：1.如图4计算蒸发源分别为点源和面源时，膜层在平面夹具上的分布情况。解：由图可知：，，，对于点源离开距离的膜厚为而对于中心点，膜厚为从而得到点源膜厚分布为图4对于面源离开距离的膜厚为中心点厚度为从而得到面源膜厚分布为1.证明面蒸发源处于球迷夹具的球面上，可以得到均匀的膜层分布。解：由图可知：对于面源，基片位于1处，，膜厚为基片位于2处，膜厚为于是在中，，带入上式，得这证明基片1与基片2膜厚完全相同，在球面上任意位置膜厚都相同，因此面蒸发源处于球迷夹具的球面上，可以得到均匀的膜层分布。