1 Parametri prestazionali dopo il rivestimento
Nell'articolo precedente abbiamo introdotto le funzioni, i principi, il software di progettazione e le tecniche di rivestimento comuni dei film sottili ottici. In questo articolo, introduciamo il test dei parametri post-rivestimento. I parametri prestazionali della superficie del componente dopo il rivestimento includono la trasmittanza (Trasmittanza), la Riflettanza (R), l'Assorbenza (A), ecc. Inoltre, l'assorbanza (Trasmittanza) e così via. Anche la caratteristica di diffusione S (Scatter) della superficie della pellicola deve essere testata e analizzata.
La trasmittanza T è il rapporto tra l'energia dell'intensità della luce che passa attraverso la pellicola e l'energia della luce incidente. La riflettanza R è il rapporto tra l'intensità energetica riflessa dalla superficie del rivestimento e l'energia incidente. L'assorbimento A è il rapporto tra l'energia luminosa assorbita dallo strato di pellicola e l'energia luminosa incidente. Per questi tre parametri esistono le seguenti relazioni:
T + R + A = 1
Cioè, la somma di trasmittanza, riflettività e assorbimento dello strato di pellicola è la costante 1. Ciò significa che dopo che il raggio luminoso ha attraversato la membrana, parte di esso viene attraversato, parte viene riflesso e il resto viene assorbito dalla membrana.
Sucomponente otticodisegni, di solito è richiesta la trasmittanza o la riflettività della superficie della pellicola e la gamma spettrale e l'angolo di incidenza nello stato di applicazione devono essere definiti chiaramente. Se è necessaria anche la polarizzazione, l'intervallo degli stati di polarizzazione deve essere chiaramente definito. Ad esempio, i requisiti del rivestimento nella figura seguente sono che a 770 nm, la riflettività non deve essere inferiore all'88% con un'incidenza di 45 gradi e a 550 nm, la trasmittanza non deve essere inferiore al 70% con un'incidenza di 45 gradi.
Oltre alle proprietà ottiche di cui sopra, è necessario considerare anche le proprietà meccaniche e chimiche dello strato di pellicola ottica, comprese la resistenza all'usura, la fermezza e la solubilità dello strato di pellicola. Inoltre, è necessario considerare anche la qualità della superficie ottica dopo il rivestimento, compresi i requisiti relativi a vaiolature, graffi, sporco, macchie, ecc.
2 Principio dello spettrofotometro
In questo articolo, ci concentriamo sulle proprietà ottiche dei metodi di test della pellicola per introdurre, in pratica, lo spettrofotometro principale (spettrofotometro) e l'ellissometro (ellissometro) per testare i parametri della pellicola, lo spettrofotometro può testare le caratteristiche di trasmittanza, riflettività e assorbimento dell'ottica prodotti. L'ellissometro può misurare lo spessore e le caratteristiche di polarizzazione dello strato di pellicola e il principio di entrambi è simile.
La struttura di tale dispositivo può essere divisa in due parti: il canale di generazione del raggio e il canale di ricezione del raggio. Quando è necessario testare la trasmittanza del componente, il componente viene posizionato al centro dei due canali, in modo che il raggio attraversa il campione, quando è necessario testare la riflettività del componente, il componente viene posizionato sullo stesso lato dei due canali, in modo che il raggio venga riflesso dal campione. Ad esempio, il principio di uno spettrofotometro per misurare la trasmittanza di un campione è mostrato nella figura seguente:
Nella figura sopra, l'estremità sinistra è il canale di generazione del fascio, che utilizza una sorgente luminosa ad ampio spettro per emettere luce, quindi attraverso la suddivisione del reticolo e la selezione della fenditura, emette una specifica lunghezza d'onda della luce, il fascio passa attraverso il collimatore 1 diventa un raggio collimato, quindi passa attraverso il polarizzatore che può ruotare l'angolo, diventa una luce polarizzata e la luce polarizzata viene divisa in 2 fasci dallo spettroscopio dopo che il collimatore 2 è stato raccolto. Un raggio di luce viene riflesso nel rilevatore di riferimento, dove il raggio di luce raccolto viene utilizzato come riferimento per correggere la deriva di energia dovuta alle fluttuazioni della sorgente luminosa, e un altro raggio di luce passa attraverso il campione, viene rimodellato dal collimatore 3 e dal collimatore 4 ed entra nel rilevatore all'estremità destra del test. Nel test vero e proprio, si ottengono due valori di energia inserendo ed estraendo il campione testato e la trasmittanza del campione può essere ottenuta confrontando l'energia.
Il principio dell'ellissometro è simile al principio dello spettrofotometro di cui sopra, tranne per il fatto che una piastra rotante da 1/4 d'onda viene aggiunta come elemento di compensazione nel canale di invio del raggio e nel canale di ricezione, e viene aggiunto anche un polarizzatore nel canale di ricezione , in modo che le caratteristiche di polarizzazione del campione possano essere analizzate in modo più flessibile. In alcuni casi, l'ellissometro utilizzerà direttamente anche una sorgente luminosa ad ampio spettro e adotterà uno spettrometro a fessura e splitter all'estremità ricevente, combinato con un rilevatore a matrice lineare, per ottenere il test delle prestazioni del componente.
3. Prova di trasmittanza
Nella prova di trasmittanza, per evitare la riflessione del rilevatore che riceve il fascio luminoso, viene spesso utilizzata la sfera integratrice come ricevitore, il principio è illustrato come segue:
Come si può vedere dalla figura sopra, la sfera integrante è una sfera con cavità rivestita con materiale di rivestimento bianco a riflessione diffusa sulla parete interna, e sulla parete della sfera è presente un foro per la finestra, che viene utilizzato come foro della luce incidente e il foro di ricezione del rilevatore di luce. In questo modo la luce che entra nella sfera integratrice viene riflessa più volte attraverso il rivestimento della parete interna, formando un illuminamento uniforme sulla parete interna e viene ricevuta dal rilevatore.
Di seguito è mostrata, a titolo esemplificativo, la struttura di un dispositivo utilizzato per testare la trasmittanza di una lastra ottica
Nella figura sopra, il campione testato viene posizionato su un tavolo di regolazione che può essere spostato nelle direzioni xey. La trasmittanza del campione può essere testata in qualsiasi posizione tramite il controllo computerizzato della tavola di regolazione. La distribuzione della trasmittanza dell'intero vetro piano può essere ottenuta anche mediante test di scansione e la risoluzione del test dipende dalla dimensione dello spot del raggio.
4. Prova di riflettività
Per la misurazione della riflettività della pellicola ottica, di solito ci sono due modi, uno è la misurazione relativa e l'altro è la misurazione assoluta. Il metodo di misurazione relativo richiede un riflettore con riflettanza nota da utilizzare come riferimento per i test comparativi. In pratica, la riflettanza dello specchio di riferimento deve essere calibrata regolarmente con l'invecchiamento o la contaminazione dello strato di pellicola. Pertanto, questo metodo presenta potenziali errori di misurazione. Il metodo di misurazione della riflettività assoluta richiede la calibrazione della riflettività del dispositivo di prova senza posizionare il campione. Nella figura seguente viene fornita la struttura del classico dispositivo VW per ottenere la misurazione assoluta della riflettività del campione:
La figura a sinistra nella figura sopra mostra una struttura a forma di V composta da tre specchi, M1, M2 e M3. Innanzitutto, il valore dell'intensità della luce in questa modalità viene testato e registrato come P1. Quindi, nella figura a destra, viene inserito il campione da testare e lo specchio M2 viene ruotato nella posizione superiore per formare una struttura a forma di W. È possibile ottenere la riflettività assoluta del campione misurato. Questo dispositivo può anche essere migliorato, ad esempio, il campione in prova è anche dotato di una tavola rotante indipendente, in modo che il campione in prova possa essere ruotato di qualsiasi angolo, ruotando lo specchio M2 nella posizione di riflessione corrispondente, per ottenere il uscita del raggio, in modo che la riflettività del campione possa essere testata da più angolazioni.
Di seguito è mostrata, a titolo di esempio, la struttura di un dispositivo utilizzato per testare la riflettività di una lastra ottica:
Nella figura sopra, il campione testato viene posizionato sulla tavola di regolazione della traslazione x/y e la riflettività del campione può essere testata in qualsiasi posizione tramite il controllo computerizzato della tavola di regolazione. Attraverso la prova di scansione si può ottenere anche la mappa di distribuzione della riflettanza dell'intero vetro piano.
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Orario di pubblicazione: 23 aprile 2024
