一．选择题：
1．真空蒸发镀膜按其工作原理，可以分为那几种方法（多选题）： ABD A ．溅射镀膜 B ．热蒸发镀膜 C ．电子束蒸发镀膜 D ．离子镀
2．溅射和热蒸发的根本区别在于，热蒸发是借助于 C 发生蒸发的，而溅射是通过获得 A 蒸发的。

A ．动量转换
B ．电能转换
C ．焦耳热
D ．热电子轰击
3. 如图，面蒸发源位于球迷夹具的球心，基片1和2膜厚之比
为： B
A ．sin φ
B ．cos φ D ．1cos φ
C ．tan φ
4. 只能监控薄膜厚度为四分之一波长或其整数倍的控制方法有： AD
A ．极值控制法
B ．石英晶体控制法
C ．单波长监控法
D ．波长调制法
二．简答：
1. 如图2简述机械泵的工作原理，如何提高其工作效率？
答：当转子顺时针转动时，空气由被抽容器通过进气管被
吸入，旋片随着转子的转动使与进气管相连的区域不断扩
大，而气体就不断地被吸入。

当转子达到一定位置时，另
一旋片把被吸入气体的区域与被抽容器隔开，并将气体压
缩，直到压强增大到可以顶开出气口的活塞阀门而被排出
泵外，转子的不断转动使气体不断地从被抽容器中抽出。

可以通过提高机械泵的体积或提高转速来提高效率。

2. 如图3简述有油扩散泵的工作原理。

答：真空泵油经电炉加热沸腾后，产生一定的油蒸汽，蒸汽沿着蒸汽导流管传输到上部，经由三级伞形喷口向下喷出。

喷口外面的压
强较油蒸汽压低，于是便形成一股向出口方向运动的高
速蒸汽流，使之具有很好的运载气体分子的能力。

油分
子与气体分子碰撞，由于油分子的分子量大，碰撞的结
果是油分子把动量交给气体分子自己慢下来，而气体分
子获得向下运动的动量后便迅速往下飞去．并且，在射
流的界面内，气体分子不可能长期滞留，因而界面内气
体分子浓度较小．由于这个浓度差，使被抽气体分得以
源源不断地扩散进入蒸汽流而被逐级带至出口，并被前
级泵抽走．慢下来的蒸汽流在向下运动的过程中碰到水
冷的泵壁，油分子就被冷凝下来，沿着泵壁流回蒸发器
继续循环使用．冷阱的作用是减少油蒸汽分子进入被抽容器。

3. 简述电子束蒸发的原理。

答：金属在高温状态下，它内部的一部分电子获得足够的能量，逸出金属表面，这就是所谓热电子发射。

如果加上一定的电场，则发射的电子在电场中将向阳极运动，电场电压越大，电子的运动速度就越快。

这样就可以形成高速运动的电子流，在电磁场中聚成细束，轰击被镀材料的表面，由于动能转变成热能，使材料迅速升温而蒸发。

图1
图3 图2
4. 简述极值控制法监控薄膜厚度的基本原理，为什么此方法只能控制四分之一波长整数倍厚度的膜层？ 答：膜层的振幅投射系数为：11122121i t i t t e E r r e
δδ--=+ 于是投射率为：222
12221111212412cos n t t T n d n r r r r πλ=⎛⎫++ ⎪⎝⎭
由式可见，投射光强为薄膜厚度11n d 的函数，当11n d 等于四分之一波长整数倍时，投射率出现极值，同理反射光强也按类似的形式变化。

因此我们可以通过测量反射率或透射率的极值点的次数，来控制四分之一波长整数倍膜层厚度。

5. 椭圆偏振仪可以测量薄膜的那些参数，画出椭圆偏振仪示意图（光路上各个器件的摆放）。

答：可以测量薄膜的折射率和几何厚度。

三．计算题：
1. 如图4计算蒸发源分别为点源和面源时，膜层在平面夹具上的分布情况。

解：由图可知：θφ∠=∠，cos /h r θ=，222r h ρ=+，
对于点源离开ρ距离的膜厚为 2223/2
cos 44()p m mh t r h θπμπμρ==+ 而对于中心点，膜厚为 24op m t h πμ=
从而得到点源膜厚分布为 ()3/2211/p
op t t h ρ=⎡⎤+⎣⎦
对于面源离开ρ距离的膜厚为 2
2222cos cos ()s m mh t r h θφπμπμρ==+ 中心点厚度为 2os m t h
πμ= 图4
从而得到面源膜厚分布为 ()2211/s os t t h ρ=⎡⎤+⎣⎦
2. 证明面蒸发源处于球迷夹具的球面上，可以得到均匀的膜层分布。

解：由图可知：θφ∠=∠
对于面源，基片位于1处，0θφ∠=∠=，膜厚为
12
1m t r πμ= 基片位于2处，膜厚为222
2cos m t r φπμ= 于是 2122221cos t r t r φ
= 在AOB ∆中，12cos r r φ=，带入上式，得12
1t t = 这证明基片1与基片2膜厚完全相同，在球面上任意位置膜厚都相同，因此面蒸发源处于球迷夹具的球面上，可以得到均匀的膜层分布。