将介质表面的小尺度粗糙度等效为覆盖在理想光滑表面上的多层等厚折射率渐变的薄膜, 并通过特征矩阵计算多层等效膜模型的P光反射率与入射角的关系.将吸收介质的折射率虚部带入菲涅尔公式进行计算.运用COMSOL Mutiphysics软件对表面粗糙度和介质吸收进行建模和仿真计算.计算结果表明, 小尺度表面粗糙度与介质吸收都会导致折射率测量产生误差.分别考虑以布儒斯特角和全反角作为折射率测量的手段, 为了得到优于10－5的测量准确度, 测量表面粗糙介质的折射率时, 采用全反角进行判定; 测量具有吸收效应的介质折射率时, 采用布儒斯特角进行判定.

研究了用掠入射散射法测量光学表面散射分布实验中存在的异常散射现象。首先,介绍了实验装置, 并用原子力显微镜(AFM)测量了样品的表面粗糙度, 给出了工作波长为0.154 nm时不同样品在不同掠入射角下的表面散射分布。然后,分析了异常散射角与临界角的关系。最后,对影响散射强度的因素进行了分析。实验结果表明: 当掠入射角大于临界角时能观测到光学表面的异常散射现象。在波长一定的情况下, 异常散射角与样品材料有关, 与掠入射角和表面粗糙度无关; 异常散射角略小于临界角, 误差变化为-8.6%~-0.9%。另外, 镜像反射强度随着入射角和表面粗糙度的增大而迅速减弱, 但异常散射强度与镜像反射强度的比值(峰值比)反而随着掠入射角或表面粗糙度的增大而增大, 其比值在0.012~2.667变化。结果证明样品的材料和表面形貌是影响异常散射分布的两个重要因素。

为同时提高金属网栅屏蔽效率及红外透过率，要求激光直写线条细且均匀。而工件面型误差、光刻胶涂布不均匀性、机械轴系误差等会造成写入焦斑离焦，影响线条线宽及均匀性。需引入聚焦伺服系统来实时探测并补偿离焦，确保写入光束实时聚焦在光刻胶面上。给出了临界角法调焦的原理，搭建了由探焦光路、离焦信号前放、压电陶瓷微位移执行机构组成的聚焦伺服系统，进行了离焦误差静态特性实验研究。实验结果表明：系统的静态分辨力为±40 nm，线性范围为±5 μm，均满足设计要求。

利用临界角法检焦具有分辨力高、损失光能小、结构简单、系统调试容易的特点设计了亚微米级检焦系统。介绍了临界角法离焦检测的基本原理,通过合理假设,利用菲涅尔公式和高斯光学公式得到了离焦误差信号的计算公式。实验采用单光路临界角法,利用He-Ne激光器、临界角棱镜、四象限光电探测器、信号采样电路、数据采集卡等元器件组成离焦检测系统,实现离焦信号的提取;通过数字滤波、归一化处理等技术得到离焦误差信号(FES),以此获得FES的大小和变化趋势与离焦量的关系曲线。实验表明,临界角法探焦系统静态分辨力＜15 nm、线性范围可达±4 μm,满足亚微米级检焦系统的设计要求。

通过对GaAs(100)抛光晶片在相同条件下掠出射X射线荧光实验的可重复性研究,并结合常规光源与同步辐射光源X射线掠出射荧光实验结果的对比,证明自行研制的掠出射X射线荧光平台可重复性较好,稳定性较高,实验方法的设计是合理的。理论计算与实验曲线符合的较好,证明掠出射X射线荧光实验中用单晶的全反射临界角标定掠出射角度的方法是可行的。用标准晶片掠出射X射线荧光曲线的微分评测了实际角发散度的大小。

简要介绍Dm-99数字折光仪的工作原理、仪器组成、主要部件设计和它的特点。