1 Suorituskykyparametrit pinnoituksen jälkeen
Edellisessä artikkelissa esittelimme optisten ohutkalvojen toimintoja, periaatteita, suunnitteluohjelmistoja ja yleisiä pinnoitustekniikoita. Tässä artikkelissa esittelemme pinnoituksen jälkeisten parametrien testauksen. Päällystyksen jälkeen komponentin pinnan suorituskykyparametreja ovat Transmittance (Transmittance), Reflectance (R), Absorptance (A) jne. Lisäksi absorptio (Transmittance) ja niin edelleen. Myös kalvon pinnan sirontaominaisuus S (Scatter) on testattava ja analysoitava.
Läpäisykyky T on kalvon läpi kulkevan valon intensiteettienergian suhde tulevaan valoenergiaan. Heijastuskyky R on pinnoitteen pinnan heijastaman intensiteettienergian suhde tulevaan energiaan. Absorptio A on kalvokerroksen absorboiman valoenergian suhde tulevaan valoenergiaan. Näille kolmelle parametrille on olemassa seuraavat suhteet:
T + R + A = 1
Eli kalvokerroksen läpäisevyyden, heijastavuuden ja absorption summa on vakio 1. Tämä tarkoittaa, että kun valonsäde on kulkenut kalvon läpi, osa siitä kulkee läpi, osa heijastuu pois ja loput imeytyy kalvoon.
Käytössäoptinen komponenttiPiirustuksissa vaaditaan yleensä kalvon pinnan läpäisykyky tai heijastavuus, ja spektrialue ja tulokulma levitystilassa on määriteltävä selvästi. Jos tarvitaan myös polarisaatiota, polarisaatiotilojen alue on määriteltävä selvästi. Esimerkkinä alla olevan kuvan pinnoitusvaatimukset ovat, että 770 nm:ssä heijastavuuden tulee olla vähintään 88 % 45 asteen tulemuksella ja 550 nm:llä läpäisykyvyn on oltava vähintään 70 % 45 asteen tulolla.
Edellä mainittujen optisten ominaisuuksien lisäksi on otettava huomioon myös optisen kalvokerroksen mekaaniset ja kemialliset ominaisuudet, mukaan lukien kalvokerroksen kulutuskestävyys, kiinteys ja liukoisuus. Lisäksi on huomioitava myös optisen pinnan laatu pinnoituksen jälkeen, mukaan lukien vaatimukset täplille, naarmuille, lialle, tahroille jne.
2 Spektrofotometrin periaate
Tässä artikkelissa keskitymme kalvon testausmenetelmien optisiin ominaisuuksiin esitelläksemme käytännössä pääspektrofotometrin (spektrofotometri) ja ellipsometrin (ellipsometrin) kalvon parametrien testaamiseksi, spektrofotometri voi testata optisten kalvojen läpäisy-, heijastavuus- ja absorptio-ominaisuuksia. tuotteita. Ellipsometrillä voidaan mitata kalvokerroksen paksuus ja polarisaatioominaisuudet, ja molempien periaate on samanlainen.
Tällaisen laitteen rakenne voidaan jakaa kahteen osaan keilan generointikanavaa ja säteen vastaanottokanavaa, kun komponentin läpäisevyyttä on testattava, komponentti sijoitetaan kahden kanavan keskelle niin, että säde kulkee näytteen läpi, kun komponentin heijastavuus on testattava, komponentti asetetaan samalle puolelle kahta kanavaa siten, että säde heijastuu näytteestä. Esimerkkinä spektrofotometrin periaate näytteen läpäisevyyden mittaamiseen on esitetty seuraavassa kuvassa:
Yllä olevassa kuvassa vasen pää on säteen generointikanava, jossa käytetään laajaspektristä valonlähdettä valon lähettämiseen, ja sitten hilan halkeamisen ja raon valinnan kautta saadaan tietty valon aallonpituus, jolloin säde kulkee läpi. kollimaattori 1 muuttuu kollimoiduksi säteeksi ja kulkee sitten polarisaattorin läpi, joka voi kääntää kulmaa, muuttuu polarisoiduksi valoksi, ja polarisoitu valo jaetaan kahdeksi säteeksi spektroskopilla sen jälkeen, kun kollimaattori 2 on kerätty. Valosäde heijastuu referenssianturiin, jossa kerättyä valonsädettä käytetään referenssinä korjaamaan valonlähteen vaihteluista johtuvaa energiaryömintä ja toinen valonsäde kulkee näytteen läpi, muotoillaan uudelleen kollimaattorilla 3 ja kollimaattorilla. 4, ja siirtyy testin oikeassa reunassa olevaan ilmaisimeen. Varsinaisessa testissä saadaan kaksi energia-arvoa asettamalla ja ottamalla testattu näyte, ja näytteen läpäisykyky saadaan vertaamalla energiaa.
Ellipsometrin periaate on samanlainen kuin yllä olevan spektrofotometrin periaate, paitsi että säteen lähetyskanavaan ja vastaanottokanavaan on lisätty kompensointielementiksi pyörivä 1/4-aaltolevy ja vastaanottokanavaan on lisätty myös polarisaattori. , jotta näytteen polarisaatio-ominaisuudet voidaan analysoida joustavammin. Joissakin tapauksissa ellipsometri käyttää myös suoraan laajaspektristä valonlähdettä ja ottaa käyttöön rako- ja jakajaspektrometrin vastaanottopäässä yhdistettynä lineaarisen matriisin tunnistimeen komponentin suorituskykytestin saavuttamiseksi.
3. Läpäisevyyden testi
Läpäisytestissä valonsäteen vastaanottavan ilmaisimen heijastumisen välttämiseksi vastaanottimena käytetään usein integroivaa palloa, periaate esitetään seuraavasti:
Kuten yllä olevasta kuvasta näkyy, integroiva pallo on onkalopallo, joka on päällystetty valkoisella hajaheijastuspinnoitemateriaalilla sisäseinässä ja pallon seinämässä on ikkunareikä, jota käytetään tulevan valon valoreikänä. ja valoilmaisimen vastaanottoaukko. Tällä tavalla integroivaan palloon tuleva valo heijastuu useita kertoja sisäseinän pinnoitteen läpi muodostaen tasaisen valaistuksen sisäseinään ja vastaanottaa sen.
Alla on esimerkkinä optisen levyn läpäisevyyden testaamiseen käytetyn laitteen rakenne
Yllä olevassa kuvassa testattu näyte on sijoitettu säätöpöydälle, jota voidaan siirtää x- ja y-suunnassa. Näytteen läpäisevyys voidaan testata missä tahansa asennossa säätöpöydän tietokoneohjauksella. Koko tasolasin läpäisyjakauma voidaan saada myös skannaustestillä, ja testin resoluutio riippuu säteen pistekoosta.
4. Heijastuskykytesti
Optisen kalvon heijastavuuden mittaamiseen on yleensä kaksi tapaa, toinen on suhteellinen mittaus ja toinen absoluuttinen mittaus. Suhteellinen mittausmenetelmä edellyttää, että vertailutestauksessa käytetään heijastinta, jonka heijastuskyky tunnetaan. Käytännössä vertailupeilin heijastuskyky on kalibroitava säännöllisesti kalvokerroksen ikääntymisen tai kontaminoitumisen mukaan. Siksi tässä menetelmässä on mahdollisia mittausvirheitä. Absoluuttisen heijastavuuden mittausmenetelmä edellyttää testilaitteen heijastavuuden kalibrointia ilman näytettä. Alla olevassa kuvassa on esitetty klassisen VW-laitteen rakenne näytteen heijastavuuden absoluuttisen mittauksen saavuttamiseksi:
Yllä olevan kuvan vasemmassa kuvassa on V-muotoinen rakenne, joka koostuu kolmesta peilistä, M1, M2 ja M3. Ensin tämän tilan valonvoimakkuuden arvo testataan ja tallennetaan P1:ksi. Sitten oikeanpuoleisessa kuvassa testattava näyte laitetaan sisään ja M2-peili käännetään yläasentoon muodostamaan W-muotoinen rakenne. Mitatun näytteen absoluuttinen heijastavuus voidaan saada. Tätä laitetta voidaan myös parantaa, esimerkiksi testattava näyte on varustettu myös itsenäisellä pyörivällä pöydällä, jotta testattavaa näytettä voidaan kääntää mihin tahansa kulmaan kääntämällä M2-peiliä vastaavaan heijastusasentoon, jotta saavutetaan säteen ulostulo, jotta näytteen heijastavuus voidaan testata useissa kulmissa.
Esimerkkinä optisen levyn heijastavuuden testaamiseen käytetyn laitteen rakenne on esitetty alla:
Yllä olevassa kuvassa testattu näyte on sijoitettu x/y translaatiosäätöpöydälle ja näytteen heijastavuus voidaan testata missä tahansa kohdassa säätöpöydän tietokoneohjauksella. Skannaustestin avulla saadaan myös koko tasolasin heijastusjakaumakartta.
Ota yhteyttä:
Email:jasmine@pliroptics.com ;
Puhelin/Whatsapp/Wechat: 86 19013265659
Verkkosivusto: www.pliroptics.com
Lisää: Rakennus 1, nro 1558, tiedustelutie, Qingbaijiang, Chengdu, Sichuan, Kiina
Postitusaika: 23.4.2024
