محاسبۀ ضرايب اپتيكي و ضخامت لايۀنازك دي‌اكسيد تيتانيم با استفاده از روش بيضي‌سنجي تكفام

ضرايب اپتيكي و ضخامت لايه‌هاي نازك در بسياري از شاخه‌هاي علوم و فناوري پارامترهاي اساسي محسوب مي‌شوند. بيضي‌سنجي روش شناخته‌شده و قدرتمندي براي محاسبۀ پارامترهاي اساسي لايه‌هاي نازك، به واسطۀ داشتن قابليت‌هاي غيرتخريبي و دقت آن است. در اين مقاله، يك بيضي‌سنج تكفام كه در مقايسه با ديگر بيضي‌سنج‌هاي مرسوم نسبتاً ساده و ارزان است، طراحي كرده‌ايم. منبع نور به‌كاررفته در اين طراحي يك ليزر هليوم‌ـ‌نئون با طول موج 633 نانومتر است. براي اندازه‌گيري پارامترهاي بيضي‌سنجي (𝜓, Δ) از روش بيضي‌سنجي تحليلگر چرخان در زواياي فرود مختلف استفاده شده است. كارايي و دقت اين روش از طريق محاسبۀ ضرايب اپتيكي و ضخامت لايۀ‌نازك دي‌اكسيد تيتانيم (TiO2)، با پارامترهاي اپتيكي معلوم، آزموده شد. به منظور افزايش دقت اندازه‌گيري‌ها، پارامترهاي بيضي‌سنجي (ψ و Δ) از نواحي مختلف سطح لايه استخراج شد. ضريب شكست زيرلايه مقدار 1.48 و ضريب شكست لايه و ضريب خاموشي لايه و ضخامت لايۀنازك به ترتيب، مقادير 2.58 و 0.04 و 49.60 نانومتر به دست آمد. اين نتايج، كه از برازش منحني داده‌هاي حاصل از بيضي‌سنجي و نيز اعمال روش وارونه‌سازي استخراج شده‌اند، صحت و كارايي چيدمان طراحي‌شده را نشان مي‌دهد.