光谱反射分为两种，一种是单界面的反射，比较简单；第二种是多层界面的反射，比较复杂，会发生干涉。
膜厚测量原理（二）-光谱反射基础
单界面
当光穿过不同物质的界面时，反射就发生了。反射光的多少取決于n和k的不连续性。空气中物质的反射光公式：
要了解如何用光谱反射测量光学常熟，假设光被无吸收物质（k=0）反射的简单情形。就是
显然，材料的折射率n可以通过测量反射率R来决定。实际情況下，折射率n随波长变化（就是说，材料会发生色散）。但是因为已经知道很多波长的反射率，在这些波长下的折射率n就可以推算出来，如上面的公式所示。
多层界面
现在考虑涂在材料上的一层薄膜。这种情形下，薄膜的顶部和底部都会反射光。总反射光量是这两部分反射光的叠加。因为光的波动性，这两部分反射光可能干涉相长（强度相加）或干涉相消（强度相减)，这取决于它们的相位关系。
而相位关系取决于这两部分反射光的光程差，光程差又是由薄膜厚度，光学常数，和光波长决定的。当薄膜内光程等于光波长的整数倍时，两组反射光相位相同，因而干涉相长。当光重直人射到透明薄膜时就是这种情形，即2nd =iλ，这里d薄膜厚度，i是整数（系数2是因为光穿过薄膜两次）。
相反，薄膜内光程是波长整数倍加半时，即 2nd=(i+1/2)λ时，两组反射光相位相反，因而干涉相消。反射率可以合成一个简单公式：
从公式看出，薄膜反射率随波长的倒数周期性地变化，如下图所示。在相同的波长下，较厚的薄膜产生更多的振荡，较薄的薄膜产生较少的振荡，并且常常只有一个振荡的一部分。
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