1 Paramètres de performance après revêtement
Dans l’article précédent, nous avons présenté les fonctions, les principes, les logiciels de conception et les techniques de revêtement courantes des couches minces optiques. Dans cet article, nous présentons le test des paramètres post-revêtement. Les paramètres de performance de la surface du composant après revêtement comprennent la transmission (Transmittance), la réflectance (R), l'absorption (A), etc. De plus, l'absorption (Transmittance) et ainsi de suite. La caractéristique de diffusion S (Scatter) de la surface du film doit également être testée et analysée.
La transmission T est le rapport entre l’énergie de l’intensité lumineuse traversant le film et l’énergie lumineuse incidente. La réflectance R est le rapport entre l'intensité énergétique réfléchie par la surface du revêtement et l'énergie incidente. L'absorption A est le rapport entre l'énergie lumineuse absorbée par la couche de film et l'énergie lumineuse incidente. Pour ces trois paramètres, les relations suivantes existent :
T + R + A = 1
C'est-à-dire que la somme du facteur de transmission, de la réflectivité et de l'absorption de la couche de film est la constante 1. Cela signifie qu'après que le faisceau lumineux traverse la membrane, une partie de celui-ci passe à travers, une partie est réfléchie et le reste est absorbé par la membrane.
Sur lecomposant optiqueDans les dessins, la transmission ou la réflectivité de la surface du film est généralement requise, et la plage spectrale et l'angle d'incidence dans l'état d'application doivent être clairement définis. Si la polarisation est également requise, la plage des états de polarisation doit être clairement définie. À titre d'exemple, les exigences de revêtement dans la figure ci-dessous sont les suivantes : à 770 nm, la réflectivité ne doit pas être inférieure à 88 % à une incidence de 45 degrés, et à 550 nm, la transmission ne doit pas être inférieure à 70 % à une incidence de 45 degrés.
En plus des propriétés optiques ci-dessus, les propriétés mécaniques et chimiques de la couche de film optique doivent également être prises en compte, notamment la résistance à l'usure, la fermeté et la solubilité de la couche de film. De plus, la qualité de la surface optique après revêtement doit également être prise en compte, y compris les exigences en matière de piqûres, rayures, saletés, taches, etc.
2 Principe du spectrophotomètre
Dans cet article, nous nous concentrons sur les propriétés optiques des méthodes de test de film pour introduire, dans la pratique, le principal spectrophotomètre (spectrophotomètre) et l'ellipsomètre (ellipsomètre) pour tester les paramètres du film, le spectrophotomètre peut tester les caractéristiques de transmission, de réflectivité et d'absorption des optiques. produits. L'ellipsomètre peut mesurer les caractéristiques d'épaisseur et de polarisation de la couche de film, et le principe des deux est similaire.
La structure d'un tel dispositif peut être divisée en deux parties : le canal de génération de faisceau et le canal de réception de faisceau. Lorsque la transmission du composant doit être testée, le composant est placé au milieu des deux canaux, de sorte que le faisceau passe à travers l'échantillon, lorsque la réflectivité du composant doit être testée, le composant est placé du même côté des deux canaux, de sorte que le faisceau soit réfléchi par l'échantillon. A titre d'exemple, le principe d'un spectrophotomètre pour mesurer la transmittance d'un échantillon est illustré dans la figure suivante :
Dans la figure ci-dessus, l'extrémité gauche est le canal de génération de faisceau, utilisant une source de lumière à large spectre pour émettre de la lumière, puis, grâce à la division du réseau et à la sélection de la fente, émet une longueur d'onde de lumière spécifique, le faisceau passe à travers le collimateur 1 devient un faisceau collimaté, puis passe à travers le polariseur qui peut faire pivoter l'angle, devient une lumière polarisée, et la lumière polarisée est divisée en 2 faisceaux par le spectroscope après la collecte du collimateur 2. Un faisceau lumineux est réfléchi dans le détecteur de référence, où le faisceau lumineux collecté est utilisé comme référence pour corriger la dérive d'énergie due aux fluctuations de la source lumineuse, et un autre faisceau lumineux traverse l'échantillon, est remodelé par le collimateur 3 et le collimateur. 4, et entre dans le détecteur à l’extrême droite du test. Dans le test réel, deux valeurs d'énergie sont obtenues en insérant et en retirant l'échantillon testé, et la transmission de l'échantillon peut être obtenue en comparant l'énergie.
Le principe de l'ellipsomètre est similaire au principe du spectrophotomètre ci-dessus, sauf qu'une lame rotative 1/4 d'onde est ajoutée comme élément de compensation dans le canal d'envoi du faisceau et le canal de réception, et qu'un polariseur est également ajouté dans le canal de réception. , de sorte que les caractéristiques de polarisation de l'échantillon puissent être analysées de manière plus flexible. Dans certains cas, l'ellipsomètre utilisera également directement une source de lumière à large spectre et adoptera un spectromètre à fente et séparateur à l'extrémité de réception, combiné à un détecteur à réseau linéaire, pour réaliser le test de performance du composant.
3. Test de transmission
Dans le test de transmission, afin d'éviter la réflexion du détecteur recevant le faisceau lumineux, la sphère intégrante est souvent utilisée comme récepteur, le principe est le suivant :
Comme le montre la figure ci-dessus, la sphère d'intégration est une sphère de cavité recouverte d'un matériau de revêtement à réflexion diffuse blanche sur la paroi intérieure, et il y a un trou de fenêtre sur la paroi de la boule, qui est utilisé comme trou de lumière de la lumière incidente. et le trou de réception du détecteur de lumière. De cette manière, la lumière entrant dans la sphère d'intégration est réfléchie plusieurs fois à travers le revêtement de la paroi interne, formant un éclairement uniforme sur la paroi interne, et est reçue par le détecteur.
A titre d'exemple, la structure d'un dispositif utilisé pour tester la transmission d'une plaque optique est présentée ci-dessous
Dans la figure ci-dessus, l'échantillon testé est placé sur une table d'ajustement qui peut être décalée dans les directions x et y. La transmission de l'échantillon peut être testée à n'importe quelle position par contrôle informatique de la table de réglage. La distribution du facteur de transmission de l'ensemble du verre plat peut également être obtenue par test de balayage, et la résolution du test dépend de la taille du spot du faisceau.
4. Test de réflectivité
Pour mesurer la réflectivité d’un film optique, il existe généralement deux méthodes : l’une est une mesure relative et l’autre est une mesure absolue. La méthode de mesure relative nécessite l'utilisation d'un réflecteur dont la réflectance est connue comme référence pour les tests de comparaison. En pratique, le facteur de réflexion du miroir de référence doit être calibré régulièrement en fonction du vieillissement ou de la contamination de la couche de film. Cette méthode comporte donc des erreurs de mesure potentielles. La méthode de mesure de la réflectivité absolue nécessite l'étalonnage de la réflectivité du dispositif de test sans placer l'échantillon. Dans la figure ci-dessous, la structure du dispositif VW classique est donnée pour réaliser la mesure absolue de la réflectivité de l'échantillon :
La figure de gauche dans la figure ci-dessus montre une structure en forme de V composée de trois miroirs, M1, M2 et M3. Tout d'abord, la valeur de l'intensité lumineuse dans ce mode est testée et enregistrée comme P1. Ensuite, sur la figure de droite, l'échantillon testé est introduit et le miroir M2 est tourné vers la position supérieure pour former une structure en forme de W. La réflectivité absolue de l'échantillon mesuré peut être obtenue. Ce dispositif peut également être amélioré, par exemple, l'échantillon testé est également équipé d'une table rotative indépendante, de sorte que l'échantillon testé peut être tourné à n'importe quel angle, en faisant tourner le miroir M2 vers la position de réflexion correspondante, pour atteindre l'angle souhaité. sortie du faisceau, de sorte que la réflectivité de l'échantillon puisse être testée sous plusieurs angles.
A titre d'exemple, la structure d'un dispositif utilisé pour tester la réflectivité d'une plaque optique est présentée ci-dessous :
Dans la figure ci-dessus, l'échantillon testé est placé sur la table de réglage de translation x/y, et la réflectivité de l'échantillon peut être testée à n'importe quelle position grâce au contrôle informatique de la table de réglage. Grâce au test de numérisation, la carte de distribution de réflectance de l'ensemble du verre plat peut également être obtenue.
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Heure de publication : 23 avril 2024
