Rev. Phys. Appl. (Paris) 20, 631-640 (1985)
DOI: 10.1051/rphysap:01985002009063100

Réflectométrie appliquée aux interfaces diffuses : possibilités et limites de la technique

P. Schaaf, Ph. Dejardin et A. Schmitt

Institut Charles Sadron (CRM-EAHP), CNRS-ULP Strasbourg, 6, rue Boussingault, 67083 Strasbourg Cedex, France

Abstract
We analyse the reflectivity of diffuse interfaces corresponding to a sigmoidal refraction index profile, in order to explore the possibilities and the limits of the technique. We first compare various methods of calculation of the reflectivity coefficients, and show that the general method developed by Abelès is the most reliable. For centrosymmetric profiles, the reflectivity coefficient of « s » waves is almost directly proportional to the Fresnel reflectivity coefficient and to the Fourier transform of the derivative of the refractive index profile, under most experimental conditions encountered. Yet, this result is no more valid for non-symmetric profiles. Finally, we show that a combined study of « s » and « p » reflectivities allows, in principle, the determination of two characteristic parameters of the interfacial profile : thickness and dissymmetry coefficient.

Résumé
La réflectivité d'interfaces diffuses correspondant à un profil d'indice de réfraction sigmoïdal est analysée, dans le but d'explorer les possibilités et les limites de la technique. Différentes méthodes de calcul des coefficients de réflectivité sont d'abord comparées, celle proposée par Abelès étant de validité la plus générale. Pour des ondes « s » et dans le cas de profils interfaciaux centrosymétriques, le coefficient de réflectivité est presque directement proportionnel au coefficient de réflectivité de Fresnel et à la transformée de Fourier de la dérivée du profil d'indice; cette approximation est très bonne dans la plupart des situations expérimentales rencontrées. Par contre, ce résultat n'est plus valable pour des profils dissymétriques. Nous montrons que l'étude conjointe de la réflectivité des ondes « s » et « p » en fonction de l'angle d'incidence permet, en principe, la détermination d'une épaisseur caractéristique du profil et de son paramètre de dissymétrie.

PACS
0760H - Optical refractometry and reflectometry.
6810 - Fluid surfaces and interfaces with fluids.
6820 - Solid surface structure.

Key words
reflectometry -- surface structure -- diffuse interfaces -- reflectivity -- sigmoidal refraction index profile -- reflectivity coefficients -- centrosymmetric profiles -- Fresnel reflectivity coefficient -- Fourier transform -- refractive index profile -- thickness -- dissymmetry coefficient