بیضی سنجی عددی لایه های نازک ناهمسانگرد

بیضی سنجی یک روش اپتیکی غیر مخرب و غیر تماسی برای مشخصه یابی سطوح مشترک و لایه های نازک است. این روش بر اساس تغییر قطبش نور به هنگام انعکاس از سطوح استوار است. با انجام بیضی سنجی های عددی و مقایسه آنها با داده های بیضی سنجی تجربی می توان مدل های فیزیکی مناسبی برای سطوح و لایه های نازک ارائه داد. هدف اصلی در این پایان نامه طراحی و اجرای یک کد رایانه ای برای انجام بیضی سنجی عددی از لایه های نازک ناهمسانگرد است. در این کار پژوهشی، ابتدا در فصل اول معرفی کلی قطبش نور و تکنیک بیضی سنجی انجام می شود. در فصل دوم، محیط های ناهمسانگرد اپتیکی معرفی می شوند. همچنین انتشار موج تخت تکفام در محیط ناهمسانگرد مورد بررسی قرار می گیرد و فرمول بندی حاکم بر انتشار به صورت تحلیلی و نظری به دست می آید. در فصل سوم، ابتدا مسئله بازتاب و شکست از سطح مشترک تخت بین یک محیط همسانگرد و یک محیط دو شکستی مورد بررسی قرار می گیرد. با استفاده از نتایج به دست آمده از این بررسی، حل عددی بیضی سنجی (تک طول موج) برای بررسی ضخامت لایه های نازک دو شکستی در فصل مشترک بین دو محیط همسانگرد مورد بررسی قرار می گیرد. با انجام محاسبات توسط برنامه رایانه ای طراحی شده برای فرود نور تک طول موج با اسکن زاویه ای، بستگی ضخامت لایه نازک دو شکستی از طریق تغییر حالت قطبش، که مکانیسم اصلی بیضی سنجی می باشد از طریق تعیین ضرایب انعکاس دامنه مشخص شده و نتایج ارئه می شود. در فصل چهارم، ابتدا حل عددی بیضی سنجی طیف نگاری (نور فرودی با جهت گیری ثابت و اسکن طول موجی) برای بررسی ضخامت لایه نازک دو شکستی در فصل مشترک بین دو محیط همسانگرد انجام می شود. همچنین یک مدل کیفی در جهت شناسایی لایه نازک ناهمسانگرد در محیط آزمایشگاه به دست می آید که اساس آن ترسیم ضرایب انعکاس بر حسب طول موج نور فرودی است. در پایان فصل چهارم حل دقیقی از بیضی سنجی که برای تمامی ناهمسانگردی ها نتیجه قابل قبولی داشته باشد، انجام می گیرد. برنامه نوشته شده برای انواع لایه های نازک با ناهمسانگردی های مختلف کاربرد دارد. این برنامه (که در پیوست موجود است) به عنوان برنامه نهایی معرفی می شود. در فصل پنجم، نتایج کلی به دست آمده از این پژوهش ذکر می شود و همچنین پیشنهاد هایی نیز در راستای تکمیل کردن این پژوهش بیان می گردد