臺灣博碩士論文加值系統

光學薄膜在日益精進的光電元件發展領域中，佔有相當重要的地位。尤其半導體超
晶格(superlattice)及超短波長雷射的出現，使得鍍膜品質要求日益嚴苛。但鍍膜
的力學行為往往影響光電元件之使用壽命及光電特性，往往一個光學濾鏡因為殘留
應力的關係產生破裂(cracks)或挫曲(buckling)而不堪使用，或嚴重造成光電特性
的遷移。因此有必要對真空鍍膜產生的殘留應力作深入的探討，瞭解其力學行為，
以便掌握其特性。為有效量得殘留應力，本文採用一種二維、反射式疊紋法 (two-
dimensional, reflective moire method) ，可以量得鍍膜基板因殘留應力而造成
基板變形的等偏斜率(partial slope contours)。由於臺灣地區屬海島型氣候，長
年處於高濕度狀態，水氣對鍍膜的殘留應力，將有很大的影響。由於多層鍍膜的殘
留應力不易預測，導致無法事先做有效的設計。本文經由反射式疊紋法與有限元素
法研究ZnS與Ge及SiO與Ge交互組合之多層鍍膜的殘留應力，獲致多層鍍膜殘留應力
變化的規律，提出預測的經驗式。期望能藉此研究，有助於對多層鍍膜的設計，作
更深一層的殘留應力預測。
本研究之另一主題，在於建立光學外差偏光儀(heterodyne polarimeter)的方法，
藉量測水平偏極(P-wave)雷射光通過試樣後垂直偏極光的(S-wave)強度變化，得到
溶液中旋光性物質旋光度的 sinθ。此法較傳統偏光儀(polarimeter) 機械式量
測單一角度的變化，靈敏度高出甚多，它可避免傳統機械式角度旋轉所產生的誤差
。實驗證實，對蔗糖及葡萄糖水溶液的旋光度可即時精確量測；對晶體石英(Cornu
depolarizer)而言，旋光性對稱性的差異（ｎR－ｎL）可精確的計算出來，精確度
在10﹣級次。藉量測相對相位的信息（即ψｎR＋ｎL），和旋光度（即θ
ｎR＋ｎL）的聯立方程解，可精確得到旋光性晶体石英的折射率，量測精度在小數
點第三位。

封面
誌謝
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目錄
表錄
圖錄
符號說明
1. 真空鍍膜產生之殘留應力
1.1 前言
1.2 文獻回顧
1.3 研究動機
1.4 殘留應力之不良影響
1.5 形成殘留應力之原因
1.6 影響殘留應力之機制
2. 基本光力學簡介
2.1 反射式疊紋法原理
2.2 空間濾波原理
3. 板力學原理
3.1 殘留應力公式的推導
3.2 基板鍍膜後之有限元素分析
4. 二維殘留應力實驗與計算
4.1 實驗裝置
4.2 試件制作
4.3 實驗步驟
4.3.1 對水氣滲入之殘留應力量測
4.3.2
5.二維殘留應力實驗結果與討論
5.1 水氣滲入之試件
5.2 多層鍍膜之試件
6. 旋光物質
6.1 前言
6.2 文獻回顧
6.3 理論分析
7. 光學外差干涉
7.1 光學外差干涉理論
7.2 外差量糖儀實驗架構
7.3 外差偏光儀實驗架構
8. 旋光物實驗
8.1 外差量糖儀校正步驟
8.2 外差量糖儀實驗步驟
8.3 雙層光路外差偏光儀實驗校正
8.4 雙層光路外差偏光儀實驗步驟
9. 旋光物實驗結果
9.1 對蔗糖的測量
9.2 對葡萄糖的測量
9.3 雙層外差偏光儀系統穩定度實驗
9.4 旋光石英晶體旋光折射率的量測
10. 總結與建議
11. 參考文獻