利用棱镜耦合仪分析AlGaN的折射率特性

    7/3/2007,棱镜耦合（Prism Coupler）技术是测试多层膜的折射率和厚度的最可信，最精确的技术之一。总的原理已经被尤瑞和多奇介绍过了(R. Ulrich and R. Torge, Appl. Opt. 12, 2901 (1973))，激光通过棱镜和薄膜之间的空气层被耦合进波导层。在耦合的某个角度，可以看到波导产生的模点。当从棱镜里面看到衍射光时，在这些耦合的角度，可以发现光强突然变弱，在光斑的中间有个垂直的黑线。通过测试所有的模点，就能够算出膜层的折射率和厚度了。
    为了得到这些值，膜层厚度需要足够大，至少在波导上出现两个模点。通过调整激光的直角偏振，就可以算出膜层的寻常光和非寻常光。
     
         （棱镜耦合仪SPA-4000外观）
    以下是美国杜克大学物理系（Duke University）利用棱镜耦合来测试AlGaN（铝的成分有改变）的寻常光和非寻常光的实验介绍，详情请点击。
      
             （测试结构图）
测试数据
    寻常光和非寻常光的测试结果（该膜层是通过MOCVD生长的AlGaN膜，其中铝的成分有所不同，如下图所示） 
     
           寻常光折射率（No）分布图
      
    非寻常光折射率（Ne）分布图
    波导耦合的原理：
      

测试过程：
     

(WesTech INT Co.,Ltd 邓华中 aaron_deng@126.com)