1 Leistungsparameter nach der Beschichtung
Im vorherigen Artikel haben wir die Funktionen, Prinzipien, Designsoftware und gängigen Beschichtungstechniken optischer Dünnfilme vorgestellt. In diesem Artikel stellen wir die Prüfung der Nachbeschichtungsparameter vor. Zu den Leistungsparametern der Oberfläche des Bauteils nach der Beschichtung gehören der Transmissionsgrad (Transmittance), der Reflexionsgrad (R), der Absorptionsgrad (A) usw. Darüber hinaus der Absorptionsgrad (Transmittance) usw. Auch die Streucharakteristik S (Scatter) der Folienoberfläche muss geprüft und analysiert werden.
Der Transmissionsgrad T ist das Verhältnis der durch die Folie hindurchtretenden Lichtintensitätsenergie zur einfallenden Lichtenergie. Der Reflexionsgrad R ist das Verhältnis der von der Oberfläche der Beschichtung reflektierten Intensitätsenergie zur einfallenden Energie. Absorption A ist das Verhältnis der von der Filmschicht absorbierten Lichtenergie zur einfallenden Lichtenergie. Für diese drei Parameter bestehen folgende Beziehungen:
T + R + A = 1
Das heißt, die Summe aus Transmission, Reflexionsvermögen und Absorption der Filmschicht ist die Konstante 1. Das bedeutet, dass nach dem Durchgang des Lichtstrahls durch die Membran ein Teil davon durchgelassen wird, ein Teil davon reflektiert wird und der Rest wird von der Membran absorbiert.
Auf deroptisches BauteilBei Zeichnungen ist in der Regel die Durchlässigkeit oder das Reflexionsvermögen der Folienoberfläche erforderlich, und der Spektralbereich und der Einfallswinkel im Anwendungszustand müssen klar definiert werden. Wenn auch eine Polarisation erforderlich ist, muss der Bereich der Polarisationszustände klar definiert werden. Die Beschichtungsanforderungen in der folgenden Abbildung lauten beispielsweise: Bei 770 nm muss das Reflexionsvermögen bei einem Einfallswinkel von 45 Grad nicht weniger als 88 % betragen, und bei 550 nm muss die Durchlässigkeit bei einem Einfallswinkel von 45 Grad nicht weniger als 70 % betragen.
Zusätzlich zu den oben genannten optischen Eigenschaften müssen auch die mechanischen und chemischen Eigenschaften der optischen Filmschicht berücksichtigt werden, einschließlich der Verschleißfestigkeit, Festigkeit und Löslichkeit der Filmschicht. Darüber hinaus muss auch die Qualität der optischen Oberfläche nach der Beschichtung berücksichtigt werden, einschließlich der Anforderungen an Lochfraß, Kratzer, Schmutz, Flecken usw.
2 Prinzip des Spektralphotometers
In diesem Artikel konzentrieren wir uns auf die optischen Eigenschaften der Filmtestmethoden, um in die Praxis das Hauptspektrophotometer (Spektrophotometer) und das Ellipsometer (Ellipsometer) zum Testen der Filmparameter einzuführen Produkte. Das Ellipsometer kann die Dicke und Polarisationseigenschaften der Filmschicht messen, und das Prinzip beider ist ähnlich.
Die Struktur eines solchen Geräts kann in zwei Teile unterteilt werden: den Strahlerzeugungskanal und den Strahlempfangskanal. Wenn die Durchlässigkeit der Komponente getestet werden muss, wird die Komponente in der Mitte der beiden Kanäle platziert, so dass der Strahl entsteht Wenn der Strahl durch die Probe geht und das Reflexionsvermögen der Komponente getestet werden muss, wird die Komponente auf derselben Seite der beiden Kanäle platziert, sodass der Strahl von der Probe reflektiert wird. Als Beispiel ist das Prinzip eines Spektralphotometers zur Messung der Transmission einer Probe in der folgenden Abbildung dargestellt:
In der Abbildung oben ist das linke Ende der Strahlerzeugungskanal, der eine Breitspektrum-Lichtquelle zum Emittieren von Licht verwendet und dann durch die Aufteilung des Gitters und die Auswahl des Schlitzes eine bestimmte Lichtwellenlänge ausgibt, die der Strahl durchläuft Der Kollimator 1 wird zu einem kollimierten Strahl und passiert dann den Polarisator, der den Winkel drehen kann, wird zu polarisiertem Licht, und das polarisierte Licht wird durch das Spektroskop in zwei Strahlen aufgeteilt, nachdem der Kollimator 2 gesammelt wurde. Ein Lichtstrahl wird in den Referenzdetektor reflektiert, wo der gesammelte Lichtstrahl als Referenz zur Korrektur der Energiedrift aufgrund der Schwankungen der Lichtquelle verwendet wird. Ein weiterer Lichtstrahl durchdringt die Probe und wird durch Kollimator 3 und Kollimator umgeformt 4 und tritt am äußersten rechten Ende des Tests in den Detektor ein. Beim eigentlichen Test werden zwei Energiewerte durch Einlegen und Herausnehmen der getesteten Probe ermittelt, und der Transmissionsgrad der Probe kann durch Vergleich der Energie ermittelt werden.
Das Prinzip des Ellipsometers ähnelt dem Prinzip des oben genannten Spektrophotometers, mit der Ausnahme, dass eine rotierende 1/4-Wellenplatte als Kompensationselement im Strahlsendekanal und im Empfangskanal sowie ein Polarisator im Empfangskanal hinzugefügt werden , sodass die Polarisationseigenschaften der Probe flexibler analysiert werden können. In einigen Fällen verwendet das Ellipsometer auch direkt eine Lichtquelle mit breitem Spektrum und verwendet am Empfangsende ein Schlitz- und Teiler-Spektrometer in Kombination mit einem linearen Array-Detektor, um den Leistungstest der Komponente durchzuführen.
3. Transmissionstest
Um bei der Durchlässigkeitsprüfung die Reflexion des den Lichtstrahl empfangenden Detektors zu vermeiden, wird häufig die Ulbrichtkugel als Empfänger verwendet. Das Prinzip wird wie folgt dargestellt:
Wie aus der obigen Abbildung ersichtlich ist, handelt es sich bei der Ulbrichtkugel um eine Hohlraumkugel, die an der Innenwand mit weißem diffusem Reflexionsbeschichtungsmaterial beschichtet ist, und an der Kugelwand befindet sich ein Fensterloch, das als Lichtloch für das einfallende Licht dient und das Aufnahmeloch des Lichtdetektors. Auf diese Weise wird das in die Ulbrichtkugel eintretende Licht mehrfach durch die Innenwandbeschichtung reflektiert, erzeugt eine gleichmäßige Beleuchtungsstärke an der Innenwand und wird vom Detektor empfangen.
Als Beispiel ist unten der Aufbau eines Geräts zur Prüfung der Durchlässigkeit einer optischen Platte dargestellt
In der Abbildung oben wird die geprüfte Probe auf einen Justiertisch gelegt, der in x- und y-Richtung verschoben werden kann. Durch Computersteuerung des Justiertisches kann die Durchlässigkeit der Probe an jeder Position geprüft werden. Die Durchlässigkeitsverteilung des gesamten Flachglases kann auch durch einen Scantest ermittelt werden, wobei die Auflösung des Tests von der Punktgröße des Strahls abhängt.
4. Reflexionstest
Für die Messung des Reflexionsvermögens optischer Filme gibt es normalerweise zwei Möglichkeiten: eine relative Messung und eine absolute Messung. Bei der relativen Messmethode muss ein Reflektor mit bekanntem Reflexionsgrad als Referenz für Vergleichstests verwendet werden. In der Praxis muss der Reflexionsgrad des Referenzspiegels regelmäßig anhand der Alterung oder Verschmutzung der Filmschicht kalibriert werden. Daher kann es bei dieser Methode zu Messfehlern kommen. Die Methode der absoluten Reflektivitätsmessung erfordert die Kalibrierung des Reflektionsvermögens des Testgeräts, ohne dass die Probe platziert werden muss. In der folgenden Abbildung ist der Aufbau des klassischen VW-Geräts dargestellt, um die absolute Messung des Reflexionsvermögens der Probe zu erreichen:
Die linke Abbildung in der obigen Abbildung zeigt eine V-förmige Struktur, die aus drei Spiegeln M1, M2 und M3 besteht. Zunächst wird der Lichtintensitätswert in diesem Modus getestet und als P1 aufgezeichnet. Dann wird in der rechten Abbildung die zu prüfende Probe eingelegt und der M2-Spiegel in die obere Position gedreht, um eine W-förmige Struktur zu bilden. Es kann das absolute Reflexionsvermögen der gemessenen Probe ermittelt werden. Dieses Gerät kann auch verbessert werden, beispielsweise ist die zu prüfende Probe auch mit einem unabhängigen Drehtisch ausgestattet, so dass die zu prüfende Probe in jeden beliebigen Winkel gedreht werden kann, indem der M2-Spiegel in die entsprechende Reflexionsposition gedreht wird, um dies zu erreichen Strahlausgang, so dass das Reflexionsvermögen der Probe in mehreren Winkeln getestet werden kann.
Als Beispiel ist unten der Aufbau eines Geräts zur Prüfung des Reflexionsvermögens einer optischen Platte dargestellt:
In der Abbildung oben wird die getestete Probe auf den X/Y-Translations-Einstelltisch gelegt, und das Reflexionsvermögen der Probe kann an jeder Position durch die Computersteuerung des Einstelltisches getestet werden. Durch den Scantest kann auch die Reflexionsverteilungskarte des gesamten Flachglases erhalten werden.
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Zeitpunkt der Veröffentlichung: 23. April 2024
