1 Parámetros de rendimiento después del recubrimiento
En el artículo anterior, presentamos las funciones, principios, software de diseño y técnicas de recubrimiento comunes de películas ópticas delgadas. En este artículo, presentamos las pruebas de los parámetros posteriores al recubrimiento. Los parámetros de rendimiento de la superficie del componente después del recubrimiento incluyen Transmitancia (Transmitancia), Reflectancia (R), Absorptancia (A), etc. Además, la absorbancia (Transmitancia), etc. También es necesario probar y analizar la característica de dispersión S (dispersión) de la superficie de la película.
La transmitancia T es la relación entre la energía de intensidad luminosa que pasa a través de la película y la energía luminosa incidente. La reflectancia R es la relación entre la intensidad de energía reflejada por la superficie del recubrimiento y la energía incidente. La absorción A es la relación entre la energía luminosa absorbida por la capa de película y la energía luminosa incidente. Para estos tres parámetros, existen las siguientes relaciones:
T + R + A = 1
Es decir, la suma de la transmitancia, reflectividad y absorción de la capa de película es la constante 1. Esto significa que después de que el haz de luz atraviesa la membrana, parte pasa a través de ella, parte se refleja y el resto. es absorbido por la membrana.
en elcomponente ópticoEn los dibujos, generalmente se requiere la transmitancia o reflectividad de la superficie de la película, y el rango espectral y el ángulo de incidencia bajo el estado de aplicación deben definirse claramente. Si también se requiere polarización, es necesario definir claramente el rango de estados de polarización. Como ejemplo, los requisitos de recubrimiento en la figura siguiente son que a 770 nm, la reflectividad debe ser no inferior al 88 % con una incidencia de 45 grados, y a 550 nm, la transmitancia debe ser no inferior al 70 % con una incidencia de 45 grados.
Además de las propiedades ópticas anteriores, también es necesario considerar las propiedades mecánicas y químicas de la capa de película óptica, incluida la resistencia al desgaste, la firmeza y la solubilidad de la capa de película. Además, también es necesario considerar la calidad de la superficie óptica después del recubrimiento, incluidos los requisitos de picaduras, rayones, suciedad, manchas, etc.
2 Principio del espectrofotómetro
En este artículo, nos centramos en las propiedades ópticas de los métodos de prueba de películas para presentar, en la práctica, el espectrofotómetro (espectrofotómetro) y el elipsómetro (elipsómetro) principales para probar los parámetros de la película; el espectrofotómetro puede probar las características de transmitancia, reflectividad y absorción de las películas ópticas. productos. El elipsómetro puede medir el espesor y las características de polarización de la capa de película, y el principio de ambos es similar.
La estructura de dicho dispositivo se puede dividir en dos partes: el canal de generación de haz y el canal de recepción de haz. Cuando es necesario probar la transmitancia del componente, el componente se coloca en el medio de los dos canales, de modo que el haz pasa a través de la muestra, cuando es necesario probar la reflectividad del componente, el componente se coloca en el mismo lado de los dos canales, de modo que la muestra refleje el haz. Como ejemplo, en la siguiente figura se muestra el principio de un espectrofotómetro para medir la transmitancia de una muestra:
En la figura anterior, el extremo izquierdo es el canal de generación de haz, que utiliza una fuente de luz de amplio espectro para emitir luz y luego, a través de la división de la rejilla y la selección de la rendija, emite una longitud de onda de luz específica, el haz pasa a través de el colimador 1 se convierte en un haz colimado y luego pasa a través del polarizador que puede girar el ángulo, se convierte en una luz polarizada y el espectroscopio divide la luz polarizada en 2 haces después de reunir el colimador 2. Un haz de luz se refleja en el detector de referencia, donde el haz de luz recogido se utiliza como referencia para corregir la deriva de energía debido a las fluctuaciones de la fuente de luz, y otro haz de luz pasa a través de la muestra y es remodelado por el colimador 3 y el colimador. 4, y entra al detector en el extremo derecho de la prueba. En la prueba real, se obtienen dos valores de energía al colocar y sacar la muestra analizada, y la transmitancia de la muestra se puede obtener comparando la energía.
El principio del elipsómetro es similar al principio del espectrofotómetro anterior, excepto que se agrega una placa giratoria de 1/4 de onda como elemento de compensación en el canal de envío del haz y el canal de recepción, y también se agrega un polarizador en el canal de recepción. , para que las características de polarización de la muestra puedan analizarse de forma más flexible. En algunos casos, el elipsómetro también utilizará directamente una fuente de luz de amplio espectro y adoptará un espectrómetro de hendidura y divisor en el extremo receptor, combinado con un detector de matriz lineal, para lograr la prueba de rendimiento del componente.
3. Prueba de transmitancia
En la prueba de transmitancia, para evitar el reflejo del detector que recibe el haz de luz, a menudo se utiliza la esfera integradora como receptor. El principio se muestra a continuación:
Como se puede ver en la figura anterior, la esfera integradora es una esfera hueca recubierta con un material de revestimiento de reflexión difusa blanca en la pared interior, y hay un orificio de ventana en la pared de la bola, que se utiliza como orificio de luz de la luz incidente. y el orificio receptor del detector de luz. De este modo, la luz que entra en la esfera integradora se refleja varias veces a través del revestimiento de la pared interior, formando una iluminancia uniforme en la pared interior y es recibida por el detector.
A modo de ejemplo, a continuación se muestra la estructura de un dispositivo utilizado para probar la transmitancia de una placa óptica.
En la figura anterior, la muestra analizada se coloca sobre una mesa de ajuste que se puede desplazar en las direcciones xey. La transmitancia de la muestra se puede probar en cualquier posición mediante el control por computadora de la mesa de ajuste. La distribución de transmitancia de todo el vidrio plano también se puede obtener mediante una prueba de escaneo, y la resolución de la prueba depende del tamaño del punto del haz.
4. Prueba de reflectividad
Para medir la reflectividad de una película óptica, generalmente existen dos formas, una es la medición relativa y la otra es la medición absoluta. El método de medición relativa requiere que se utilice un reflector con reflectancia conocida como referencia para las pruebas de comparación. En la práctica, la reflectancia del espejo de referencia debe calibrarse periódicamente debido al envejecimiento o la contaminación de la capa de película. Por lo tanto, este método tiene posibles errores de medición. El método de medición de la reflectividad absoluta requiere la calibración de la reflectividad del dispositivo de prueba sin colocar la muestra. En la siguiente figura se muestra la estructura del dispositivo clásico de VW para lograr la medición absoluta de la reflectividad de la muestra:
La figura de la izquierda en la figura anterior muestra una estructura en forma de V que consta de tres espejos, M1, M2 y M3. Primero, el valor de intensidad de la luz en este modo se prueba y registra como P1. Luego, en la figura de la derecha, se coloca la muestra bajo prueba y el espejo M2 se gira a la posición superior para formar una estructura en forma de W. Se puede obtener la reflectividad absoluta de la muestra medida. Este dispositivo también se puede mejorar, por ejemplo, la muestra bajo prueba también está equipada con una mesa giratoria independiente, de modo que la muestra bajo prueba se puede girar a cualquier ángulo, girando el espejo M2 a la posición de reflexión correspondiente, para lograr el Salida del haz, de modo que la reflectividad de la muestra se pueda probar en múltiples ángulos.
A modo de ejemplo, a continuación se muestra la estructura de un dispositivo utilizado para probar la reflectividad de una placa óptica:
En la figura anterior, la muestra analizada se coloca en la mesa de ajuste de traducción x/y y la reflectividad de la muestra se puede probar en cualquier posición a través del control por computadora de la mesa de ajuste. A través de la prueba de escaneo, también se puede obtener el mapa de distribución de reflectancia de todo el vidrio plano.
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Hora de publicación: 23 de abril de 2024
