反射分光式膜厚計の測定原理・仕組

 透明膜に光を当てると膜の表面に反射する光（R1）と膜の内部で屈折して基板表面で反射する光（R2）が重なって

光が強められたり弱められたりします。

このことを「光の干渉」と呼びます。光の位相が一致すると強度が強まり、位相がずれると弱まります。

右図は「光の干渉」のイメージ図です。「反射分光式膜厚計」はこの光の干渉(波長)を解析することにより膜厚値として換算し、測定する方法です。

薄膜による「光の干渉」についてもう少し理解を深める場合「なぜ干渉するのか？」という疑問が出てきます。

これは膜の表面で反射される光と膜の内部で屈折して基板表面で反射する光が重なり合うためです。これにより光が干渉し合って明るく見えたり暗く見えたりします。

明るく見える時は上面で反射した光の位相と仮面で反射した光の位相が一致して強め合っているということです。

⇨同位相であれば強め合う（明るい）

逆に暗く見える時は上面で反射した光の位相と下面で反射した光の位相がずれていて弱めあっているということになります。

⇨逆位相であれば弱めあう（暗い）

図は薄膜に対して垂直に入射した時の光の反射のイメージ図です。反射光Aは位相変化しませんが反射光Bは位相がnずれているため

強め合う条件は・・・2nd=(m+1/2)λ

弱めあう条件は・・・2nd=mλ

(M=0、1、2、・・・)

【　スネルの法則（屈折の法則）とは　】

光が平面に入射した場合の入射角と屈折角の関係を表す法則です。光の入射角をθ1、屈折角をθ2とした時のスネルの法則は

n1sinθ1=n2sinθ2　　※n1<n2

つまりは入射角の大きさに関わらず、sinθ1/sinθ2の値は一定となります。sinθ1/sinθ2のことを媒質1に対する媒質2の屈折率と呼び、n12と表します。

n12=sinθ1/sinθ2

右図は光の屈折のイメージ図となります。