观点|反射式RAP型椭圆偏振光谱仪及其应用

此外，光学经纬仪上都看光学对中器，它可使仪器精确对中．仪器上还装有水准器以示仪器的水平状况，它是经纬仪等测量仪器上的重要辅助设备。2.30三棱镜顶角和最小偏向角的测量 分光计是精确测定光线偏转角的仪器也称测角仪光学中的许多基本量如波长折射率 等都可以直接或间接地表现为光线的偏转角因而利用它可测量波长、折射率此外还能精确 的测量光学平面间的夹角。经纬仪是常用的工程测量仪器,你在建筑工地经常见到有个三脚架立着,有人在操作的就是了.有光学经纬仪和电子经纬仪,光学的现在基本淘汰了,因为读数复杂,而且误差较大,现在都常用电子经纬仪,只有你架好机,设置好一个参照点,读数置零,然后旋转到另一个测量点,仪器上自动会显示两点之间的角度.经纬仪只能用来搜索测量水平角度和垂直角度,不能测量距离的,要测量距离要加装一个测距仪,或者是用传站仪,是通过红外线反射测量距离的,市政工程及工程测量放线常用,而且精度准确.当然价格不菲,一般国产的经纬仪是7000元左右,国产传站仪是五万元左右,进口的传站仪要十万以上的.。

射或散射前后偏振态的改变，由于偏振态的改变与材料的光学性质、厚度、结构直接相关，因此，通过椭偏测量可以获得材料的光学常数。复介电常数谱应用最广的是反射式椭偏仪，即测量反射光相对于入射光偏振态的变化，其中依据测量方式又可分为消光式椭偏仪与光度式椭偏仪，消光式椭偏仪以寻找输出最小光强的位置为测量手段，光度式椭偏仪则以测定分析光强的输出变化为测量手段。随着椭偏测量理论的研究与实验技术的发展，现代椭偏仪已获得巨大的技术进步，典型的现代椭偏光谱仪其发展演化主要有如下 3 个方向:

① 测量的光谱范围越来越宽，以满足各种不同材料的测量需求，尤其对于宽禁带的材料，广阔的波长范围才能获得完整的分析数据，同时对于一些特殊材料必须在紫外与红外波段进行测量，因而也出现相应波长范围的专用椭偏仪。

与此同时，也认为，产能不能等同于产量，化解产能严重过剩矛盾，前提还是要发挥市场机制作用，在上半年市场阶段性供应紧张的情况下，即使河北地区关闭了一定量的产能，但是为了市场需求，其他产能释放出相当规模的产量也是合理的，否则我们就不叫产能严重过剩了。产能产量：公司目前纳入产量统计的矿井17对，其中生产矿井15对，核定产能9325万吨，预估今年产量9725万吨，公司矿井生产条件优越，当前发改委重点发力保煤炭供应，公司产能利用率提升风险较小。供应上，较高的加工费用促使pta闲置产能复产，目前华彬石化pta装置已有部分产能回归，未来需重点关注翔鹭石化装置的动态，一旦如期复产，将使得pta从目前这种供应偏紧的格局重新回到过剩格局。

使用分光计的最小偏向角法，测量出的精度较高，但是对待测样品的要求也很高，除了需要把样品制成棱镜片外，制成的棱镜片顶角和其中的另一平面的平面度要有比较高的精度，这就增加了测量的成本。手持甲醛测试仪是一种新型甲醛直读式定量测定分析仪器，它可广泛应用于家俱、地板、壁纸、涂料、园艺、室内装饰与整修、染料、造纸、制药、医疗、食品、防腐、消毒、化肥、树脂、粘合剂和农药、原料、样品、工艺过程及养殖厂、垃圾处理厂、烫发场所、生产车间和生活场所中甲醛的定量测定. 仪器由英国进口的电化学传感器,采样泵和微处理器构成，可直接实时测量和在带背光的液晶屏上显示被测样品中甲醛的mg/m3或ppm浓度含量. 自带外置高精度数字式温湿度传感器显示和补偿提高测试精度。大探测深度阵列式多功能轻便电磁测量系统，实现了阵列式天然场和人工源电磁混合测量（勘深可达1000～2000m），发展为多通道、gps同步、高分辨率观测系统。

① 材料的光学性质测量。被测的材料可以是固体或是液体，可以是各向同性也可以是各向异性，椭偏测量优点在于不用通过Kramers-Kronig 关系而直接获得材料的光学常数与介电函数谱。复介电常数谱

② 界面及表面应用。椭偏测量技术可用于不同材料交界面的分析。

最初的半导体超晶格是由砷化镓和镓铝砷两种半导体薄膜交替生长而成的，当前半导体超晶格材料的种类已扩展到铟砷/镓锑、铟铝砷/铟镓砷、碲镉/碲汞、锑铁/锑锡碲等多种。纳米多孔半导体薄膜作为dssc的阳极部分主要起到衔接作用[11]，薄膜表面吸附着染料敏化剂，会将从染料处接收的电子转移给导电基底，因此，纳米多孔半导体薄膜的性能直接影响染料的吸附量和电子传输效率。vinodgopoalt et al［28］比较了sno2、tio2和sno2 /tio2复合半导体薄膜光催化降解染料苯酚蓝黑(nbb) 的催化活性，发现复合半导体薄膜的光催化活性明显高于其他两种半导体薄膜，主要原因是光激发sno2发生电子跃迁，减少了光生电子的复合几率，提高了光催化剂的量子效率。

④ 生命科学。椭偏测量技术可用于细胞表面膜相互作用、蛋白质等大分子的测量。国内科研教学以及工业生产中也有多种型号的椭偏仪获得应用，但国内高校目前用于教学的椭偏仪多为单波长消光式，而且自动化程度不高，测量误差较大。本文报道一种反射式同时旋转起偏器和检偏器的动态光度式全自动椭偏仪，并用于实验应用。

2 椭偏光谱测量原理

椭偏光谱测量以光波为测量媒介，可以测定任意波长下 2 个相互独立的椭偏参数，通过对椭偏参数的求解即可获得样品的光学性质，具有非破坏性与非接触的优点。被测的样品可以是固体、液体或者薄膜，可以在大气、真空、高温等多种环境下对样品结构与光学性质进行研究。椭偏光谱测量以光的偏振态为测量手段，可快速、准确地获得材料的光学常数与复介电函数，并且能方便、快捷地应用于薄膜材料的测量，是研究薄膜材料物理性质的理想手段。

3 反射式 RAP 型椭偏光谱仪

偏仪最初采用消光式的测量方法，即通过寻找光强输出最小的位置为测量手段，但相位补偿器的引入以及光强极小值位置的判断容易引入误差，测量精度不高。1975 年，Aspnes 首次成功设计了光度式椭偏仪，这种椭偏仪不需要相位补偿器，只需旋转检偏器并记录反射光光强随检偏器转动角度变化的规律，通过计算机即可计算出反射光的偏振状态。光度

式椭偏仪不需要相位调制，并且免去了光强极值判断，因此可获得很高的测量精度。

4 应用

(1) 马吕斯定律验证实验。

对于反射式 RAP 型椭偏仪，其测量的核心手段是旋转检偏器并记录反射光光强随检偏器转动角度变化的规律，并由此计算反射光的偏振状态。为了让学生对此有直观的认识，首先设计一项准备实验。探测光不经样品反射，仅旋转起偏器或检偏器，观察光强变化形式并验证马吕斯定律。根据马吕斯定律，如果线偏振光的振动面与起偏器(或检偏器)的方位角(即透光方向)的夹角为 θ 时，其强度为 I 0 的线偏振光通过起偏器(或检偏器)后光强为:I = I 0 cos 2 θ。由实验控制程序发出命令，控制起偏器 P 与检偏器 A 分别单独旋转，收集探测器接收到的光电压，记录光强随探测光振动面与偏振片方位角夹角的变化。

(2) 样品参数测量实验。

作为椭偏仪的另一应用实例，在室温下，使用该系统对一标准硅片样品进行测量，探测并计算其主要光学参数:复折射率的实部 n、虚部 k、复介电常数的实部 ε 1 、虚部 ε 2 、反射率 R 及吸收系数 α。控制起偏器与检偏器以 A = 2P 的速度转

动，并探测光强。从上述马吕斯定律验证实验、硅片光学常数测试实验等结果表明，该反射式 RAP 型椭偏仪具有全自

动、多功能、高精度、易操作等优点。由于考虑成本因素等，该教学型椭偏仪仅使用 650 nm 的单波长，实际上该型号椭偏仪已扩展到较宽的测试波长范围，并且在多方面的研究中发挥较大作用。

参考文献

[1]张荣君,姚明远,郑玉祥,陈良尧. 反射式RAP型椭圆偏振光谱仪及其应用[J]. 实验室研究与探索,2010,29(03):30-34.