• 締切済み

算出方法による光学薄膜の屈折率の違い

光学薄膜の屈折率を求める際に、透過率、片面反射率、両面反射率から算出する方法がありますが、各算出方法で屈折率に差が出るのはなぜでしょうか?またどの方法が一番信頼性が高いのでしょうか?

  • guda
  • お礼率80% (4/5)

みんなの回答

noname#11476
noname#11476
回答No.1

どれも正確には測れません。 物質の複素屈折率は実部と虚部があります。つまり2つの物理量を測定するわけですから測定値が一つでは無理です。 透過率や反射率の測定で求める場合は、虚部が0(つまり吸収がない)と仮定すれば求めることは出来ます。 ただそれ以外にも散乱という成分もありますので、それでも完全ではありません。 なのでより正確に求めるにはエリプソメトリー(偏光解析)などの手法を使う必要があります。

guda
質問者

お礼

回答ありがとうございました。 やはりエリプソメータが一番信頼性が高いのですね。 現在エリプソメータの必要性の有無も検討しているところで、様々な算出方法の比較をしているところです。 エリプソメータでの測定もしてみます。

関連するQ&A

  • 光学薄膜における屈折率と干渉

    どなたかわかるかたいらっしゃいましたらご回答いただきたいのですが。 今薄膜の勉強をしているのですが 薄膜に対して真っ直ぐに光を入射した際に 膜厚d、屈折率n、波長λ1,λ2としたときに nd=1/4(1/λ1-1/λ2)^-1 という式から屈折率を求めているのですが、これの式はどのようにして だしているのかわからなくて; どなたかわかる方いらっしゃいますでしょうか? 強めあう条件、弱めあう条件など使ってだすとは思うのですが; 本当にお願いします。 解決次第ありがとうポイントをすぐに寄与させていただきます<(_ _)>

  • 反射率からの屈折率、膜厚計算

    分光干渉法によって、薄膜の膜厚を測ろうと思っています。 しかし、我々の試料は混合物であり屈折率が未知のため、まず屈折率を測らねばなりません。 残念ながら、我々は屈折率計やエリプソメーターを持っていないため、反射率計によって反射率を測定し、そこから屈折率を計算しようと思っています。 この方法ですと、真の値との誤差が大きくなるとは思いますが、現状、エリプソメータ等がないため、この方法で調べようと思います。 そこで、まず、ネットで簡単に調べたところ、両面反射を考慮し、空気中で測定した場合の基板の屈折率は、n=(1+√(R/(2-R)))/(1-√(R/(2-R)))となるとのことでした(ここで、nは基板の屈折率、Rは基板の両面反射率です)。 次に、本などで、この導出を調べようとしましたが、一向に見当たりません。御存知の方がいらっしゃいましたら導出をお教え頂けますと幸いです。 または、より良い方法(式など)がありましたら、併せて御教授頂けますと幸いです。よろしくお願い致します。

  • 屈折率について

    ガラスの透過率の測定を行っています。光の散乱や吸収は無視します。  透過率はガラスの反射率で変化すると知りました。  また、反射率は屈折率によって変化するとも知りました。  このとき、屈折率は複素数だそうです。    屈折率は複素数で考えないといけない理由を教えて下さい。  また、ガラスへの入射光の角度から、屈折率を求める式を教えて下さい。

  • 屈折率の問題

    問.屈折率1.5のガラス板の表面に屈折率1.4の反射防止用の薄膜をつけて、表面に垂直に入射した光が、薄膜の表面及び薄膜とガラス板の境界面で反射し、その反射光が互いに弱めあうようにしたい。薄膜の最小の厚さとして正しのものはどれか。ただし、空気中の光の波長を5.6*10^-7mとする。 解説.膜厚をdとする。屈折率nの物質中では光の波長はλ/nとなる。反射が弱まるから反射長ズレればよいので、2d=λ/n*1/2∴d=5.6*10^-7/1.4*2=5*10^-8m 上記解説の意味がよく分からないので、もう少し細かく説明してもらえないでしょうか?また、d=5.6*10^-7/1.4*2=5*10^-8mのところも解き方がよくわからりません。よろしくお願いします。

  • 光学薄膜の材料について

     光学薄膜の材料としてMgF2がよく用いられますが、どういう利点があるからなんでしょうか?低屈折率であり、波長領域も広く、硬くて耐久力があるからだと言うことは分かっています。他にあるのなら、できるだけ詳しく教えていただけるとありがたいです。

  • 屈折率について

     空気中でガラスの透過率の測定を行っています。  同じ試料で入射光の入射角を変えて、透過率を測定を何回か行いました。  ここで質問です。  入射光の入射角と透過率から試料の絶対屈折率は求まりますか?  入射角と反射率から試料の絶対屈折率は求まりますか?  上記の2つの質問、どちらか若しくは一方にお答え願います。

  • FDTDでの屈折率の虚部

    市販のFDTDソルバーを使用して,金属の反射薄膜をモデリングしているのですが,金や銀であると,屈折率が0.2-j5.5のように屈折率の虚部が大きい数値のためか,解析結果が無限大に発散してしまいます. FDTDにおいて,屈折率の虚部が大きい金属をモデリングするのは問題があるのでしょうか?

  • 光学素子に使用される高屈折率ポリマーについて

    いろいろ調べたのですが、よく分からないので初投稿します。 光学素子に使用される高屈折率ポリマーを得るためには、 (1)芳香環 (2)フッ素を除くハロゲン (3)硫黄 のような原子屈折の大きいものを、その構造内に含めるようにするのが効果的である、と多くの教科書に書かれています。 確かに、各種ポリマーの屈折率を調べると、上記は正しそうです。しかし、一般的な光学素子への応用としてはポリカーボネイト以外、頻繁に使われている例をあまり聞きません。 更に調べてみると、芳香環を含むものはどうやら複屈折が大きくなる傾向がある、ということが分かりました。またハロゲンを含むものはどうやら成形時に着色して透過率が低下する傾向がある、ということが分かりました。 ところが、硫黄を含むものの欠点が分からないのです。質問事項は以下の2点です。 (1)芳香環、ハロゲンを含むポリマーの欠点として、上記事項は正しいでしょうか。認識が不足しているとすれば、指摘していただけるとありがたいです。 (2)硫黄を含むポリマーの欠点として、どんなことが挙げられるでしょうか。 以上です。よろしくお願いします。

  • 屈折率と温度の関係

    屈折率の温度依存性について書かれた資料を探しています。心当たりのある方は教えていただけないでしょうか? 研究のテーマ: 基板上の薄膜の厚さを、さまざまな角度からの反射強度を測定する事によって決定する連続視野角方式を用いた研究(以下に述べます)を行おうとしています。 温度が異なるとき(室温~100℃程度を想定)、屈折率や膨張の度合いのわずかな変化によって反射強度が変化するものと考えています。その変化量から温度を測定するというものです。

  • 分光測定データによるnkの算出方法について

    若干吸収のある単層膜(均質)の屈折率及び吸収係数について、分光測定データから算出する方法を教えて下さい。 詳細を以下に示します。 nm;基板屈折率(吸収なし) n;?(単層膜の屈折率) k;?(単層膜の吸収係数) ただし、n<nm -測定データ- R;膜面より測定した反射率 R;基板側より測定した反射率 T;透過率 宜しくお願いします。