童晟飞，王正忆，陈 星

（浙江大学 理学部 物理系，浙江 杭州310027）

1 引 言

材料薄膜的厚度、光学常量是膜系设计、材料研究和薄膜制备中不可缺少的参量．膜厚和光学常量不能由椭圆偏振仪直接给出，后期需要经过一系列的拟合计算．椭圆偏振法由于无须测定光强的绝对值，因而具有很高的精度和灵敏度．对超薄膜（可达1 nm以下）同样具有很高的灵敏度．如果椭圆偏振仪的起偏器和检偏器回转角有0．01°的精度时，则膜厚0．007 nm的变化就可能被检测出来．由于椭偏参量确立的方程是超越方程，无法直接从测量数据通过计算得到薄膜参量的解析解［1］，需要进行反演计算，可通过优化算法做数值反演解．本软件运用C＋＋语言通过变步长迭代循环的优化算法开发数据处理程序，能够直接根据输入的数据得到结果，无需进行查表或作图等人工操作，并且适应性较广（可以接受任意的激光波长和基底材料），速度较快（平均运行时间2 s），精度较高（折射率精确到0．001，厚度精确到0．01 nm）．程序可以接受1组测量数据或者激光入射角不同的2组测量数据，输入1组数据时程序会输出所有符合方程的解（包括跨周期的解），要得到唯一的解，需要改变椭偏仪的入射光角度后再进行1次实验，2种情况下重叠的解即为最终结果．对于有吸收的薄膜，即折射率为复数，用了结合模拟退火法的量子行为粒子群混合算法进行计算，QPSO算法包含比较当前粒子的适应值与其历史最优值以不断刷新……