薄膜光学试题答案.doc

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）： ABD A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： B A 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： AD A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。4. 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。5. 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 2. 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