1 Ydelsesparametre efter belægning
I den forrige artikel introducerede vi funktioner, principper, designsoftware og almindelige belægningsteknikker for optiske tynde film. I denne artikel introducerer vi test af post-coating-parametre. Ydeevneparametrene for komponentens overflade efter belægning omfatter transmittans (transmittans), reflektans (R), absorption (A) osv. Derudover absorption (transmittans) og så videre. Spredningskarakteristikken S (Scatter) af filmoverfladen skal også testes og analyseres.
Transmittansen T er forholdet mellem lysintensitetsenergien, der passerer gennem filmen, og den indfaldende lysenergi. Refleksionen R er forholdet mellem den intensitetsenergi, der reflekteres af overfladen af belægningen, og den indfaldende energi. Absorption A er forholdet mellem lysenergien absorberet af filmlaget og den indfaldende lysenergi. For disse tre parametre eksisterer følgende relationer:
T + R + A = 1
Det vil sige, at summen af filmlagets transmittans, reflektivitet og absorption er konstanten 1. Det betyder, at efter at lysstrålen passerer gennem membranen, passeres en del af den igennem, en del af den reflekteres væk, og resten absorberes af membranen.
Påoptisk komponenttegninger, er transmittansen eller reflektiviteten af filmoverfladen normalt påkrævet, og spektralområdet og indfaldsvinklen under anvendelsestilstanden skal defineres klart. Hvis polarisering også er påkrævet, skal rækken af polarisationstilstande være klart defineret. Som et eksempel er belægningskravene i figuren nedenfor, at ved 770 nm skal reflektionsevnen ikke være mindre end 88 % ved 45 graders indfald, og ved 550 nm skal transmittansen ikke være mindre end 70 % ved 45 graders indfald.
Ud over de ovennævnte optiske egenskaber skal de mekaniske og kemiske egenskaber af det optiske filmlag også tages i betragtning, herunder filmlagets slidstyrke, fasthed og opløselighed. Derudover skal kvaliteten af den optiske overflade efter belægning også tages i betragtning, herunder kravene til grubetæring, ridser, snavs, pletter mv.
2 Princip for spektrofotometer
I dette papir fokuserer vi på de optiske egenskaber af filmtestmetoderne for i praksis at introducere det vigtigste spektrofotometer (spektrofotometer) og ellipsometer (ellipsometer) for at teste filmparametrene, spektrofotometer kan teste optisk transmittans, reflektivitet og absorptionsegenskaber produkter. Ellipsometeret kan måle filmlagets tykkelse og polarisationsegenskaber, og princippet for begge er ens.
Strukturen af en sådan enhed kan opdeles i to dele af strålegenereringskanalen og den strålemodtagende kanal, når transmittansen af komponenten skal testes, placeres komponenten i midten af de to kanaler, således at strålen passerer gennem prøven, når reflektionsevnen af komponenten skal testes, placeres komponenten på samme side af de to kanaler, så strålen reflekteres af prøven. Som et eksempel er princippet om et spektrofotometer til at måle transmittansen af en prøve vist i følgende figur:
I figuren ovenfor er den venstre ende strålegenereringskanalen, der bruger en bredspektret lyskilde til at udsende lys, og derefter gennem opsplitning af gitteret og udvælgelse af spalten, udsender en specifik bølgelængde af lys, strålen passerer igennem kollimatoren 1, bliver en kollimeret stråle, og passerer derefter gennem polarisatoren, der kan rotere Vinklen, bliver til et polariseret lys, og det polariserede lys opdeles i 2 stråler af spektroskopet, efter at kollimatoren 2 er samlet. En lysstråle reflekteres ind i referencedetektoren, hvor den opsamlede lysstråle bruges som reference til at korrigere energidriften på grund af lyskildens fluktuationer, og en anden lysstråle passerer gennem prøven, omformes af kollimator 3 og kollimator 4, og går ind i detektoren i den yderste højre ende af testen. I selve testen opnås to energiværdier ved at indsætte og udtage den testede prøve, og prøvens transmittans kan opnås ved at sammenligne energien.
Ellipsometerets princip svarer til princippet for ovenstående spektrofotometer, bortset fra at en roterende 1/4-bølgeplade tilføjes som et kompensationselement i strålesendekanalen og modtagekanalen, og en polarisator tilføjes også i modtagekanalen , således at prøvens polarisationsegenskaber kan analyseres mere fleksibelt. I nogle tilfælde vil ellipsometeret også direkte bruge en bredspektret lyskilde og anvende et spalte- og splitterspektrometer i den modtagende ende kombineret med en lineær array-detektor for at opnå komponentens ydeevnetest.
3. Test af transmittans
I transmittanstesten, for at undgå refleksion af detektoren, der modtager lysstrålen, bruges den integrerende kugle ofte som modtager, princippet er vist som følger:
Som det kan ses af ovenstående figur, er den integrerende kugle en hulrumssfære belagt med hvidt diffust reflekterende belægningsmateriale på indervæggen, og der er et vindueshul på kuglevæggen, som bruges som lyshul for det indfaldende lys og lysdetektorens modtagehul. På denne måde reflekteres lyset, der kommer ind i den integrerende kugle, flere gange gennem den indvendige vægbelægning, hvilket danner en ensartet belysningsstyrke på indervæggen og modtages af detektoren.
Som et eksempel er strukturen af en enhed, der bruges til at teste transmittansen af en optisk plade, vist nedenfor
I figuren ovenfor er den testede prøve placeret på en justeringstabel, der kan forskydes i x- og y-retningerne. Transmittansen af prøven kan testes på enhver position ved computerstyring af justeringsbordet. Transmittansfordelingen af hele det flade glas kan også opnås ved scanningstest, og testens opløsning afhænger af strålens pletstørrelse.
4. Refleksionstest
Til måling af optisk filmreflektivitet er der normalt to måder, den ene er relativ måling og den anden er absolut måling. Den relative målemetode kræver, at en reflektor med kendt reflektans bruges som reference til sammenligningstest. I praksis skal referencespejlets reflektans kalibreres regelmæssigt med ældning eller forurening af filmlaget. Derfor har denne metode potentielle målefejl. Metoden til måling af absolut reflektivitet kræver kalibrering af testanordningens reflektivitet uden at placere prøven. I figuren nedenfor er strukturen af den klassiske VW-enhed givet for at opnå den absolutte måling af prøvens reflektivitet:
Den venstre figur i ovenstående figur viser en V-formet struktur bestående af tre spejle, M1, M2 og M3. Først testes lysintensitetsværdien i denne tilstand og registreres som P1. Derefter, i den højre figur, sættes prøven under test i, og M2-spejlet roteres til toppositionen for at danne en W-formet struktur. Den absolutte reflektivitet af den målte prøve kan opnås. Denne enhed kan også forbedres, for eksempel er prøven under test også udstyret med et uafhængigt roterende bord, så prøven under test kan roteres til enhver vinkel ved at dreje M2-spejlet til den tilsvarende reflektionsposition for at opnå stråleoutput, så prøvens reflektivitet kan testes i flere vinkler.
Som et eksempel er strukturen af en enhed, der bruges til at teste reflektionsevnen af en optisk plade, vist nedenfor:
I figuren ovenfor er den testede prøve placeret på x/y-translationsjusteringsbordet, og prøvens reflektivitet kan testes på enhver position gennem computerstyringen af justeringsbordet. Gennem scanningstesten kan reflektansfordelingskortet for hele det flade glas også opnås.
Kontakte:
Email:jasmine@pliroptics.com ;
Telefon/Whatsapp/Wechat:86 19013265659
web: www.pliroptics.com
Tilføj: Bygning 1, nr. 1558, efterretningsvej, qingbaijiang, chengdu, sichuan, Kina
Indlægstid: 23-apr-2024
