1 コーティング後の性能パラメータ
前回の記事では、光学薄膜の機能、原理、設計ソフト、一般的なコーティング技術について紹介しました。この記事では、コーティング後のパラメータのテストについて紹介します。コーティング後の部品表面の性能パラメータには、透過率（Transmittance）、反射率（R）、吸収率（A）などが含まれます。また、吸収率（Transmittance）なども含まれます。フィルム表面の散乱特性 S (Scatter) もテストおよび分析する必要があります。
透過率 T は、フィルムを通過する光強度エネルギーと入射光エネルギーの比です。反射率 R は、コーティングの表面によって反射された強度エネルギーと入射エネルギーの比です。吸収 A は、フィルム層によって吸収される光エネルギーと入射光エネルギーの比です。これら 3 つのパラメータには、次の関係が存在します。
T + R + A = 1
つまり、フィルム層の透過率、反射率、吸収の合計は定数 1 です。これは、光線が膜を通過した後、その一部が通過し、一部が反射され、残りが反射されることを意味します。膜に吸収されます。
で光学部品図面では通常、フィルム表面の透過率または反射率が必要であり、塗布状態でのスペクトル範囲と入射角を明確に定義する必要があります。偏光も必要な場合は、偏光状態の範囲を明確に定義する必要があります。例として、下図のコーティング要件は、770nm では 45 度入射で反射率が 88% 以上である必要があり、550nm では 45 度入射で透過率が 70% 以上である必要があります。
上記の光学特性に加えて、フィルム層の耐摩耗性、硬度、溶解性など、光学フィルム層の機械的および化学的特性も考慮する必要があります。さらに、コーティング後の光学面の品質（孔食、傷、汚れ、シミなどの要件も含む）も考慮する必要があります。
2 分光光度計の原理
この論文では、フィルムの光学特性に焦点を当て、実際にフィルムパラメータをテストするための主要な分光光度計（分光光度計）と楕円偏光計（エリプソメーター）を紹介します。分光光度計は、光学フィルムの透過率、反射率、吸収特性をテストできます。製品。エリプソメーターはフィルム層の厚さと偏光特性を測定でき、両者の原理は似ています。
このようなデバイスの構造は、ビーム生成チャネルとビーム受信チャネルの 2 つの部分に分けることができます。コンポーネントの透過率をテストする必要がある場合、コンポーネントは 2 つのチャネルの中央に配置されるため、ビームが通過します。コンポーネントの反射率をテストする必要がある場合、ビームがサンプルで反射されるようにコンポーネントを 2 つのチャネルの同じ側に配置します。例として、サンプルの透過率を測定する分光光度計の原理を次の図に示します。
上図の左端はビーム生成チャネルで、広スペクトル光源を使用して光を放射し、回折格子の分割とスリットの選択を通じて特定の波長の光を出力し、ビームが通過します。コリメータ1で平行光となり、角度を回転できる偏光子を通過して偏光となり、コリメータ2で集光された後、分光器で偏光は2光束に分けられます。光ビームは基準検出器に反射され、収集された光ビームは光源の変動によるエネルギードリフトを補正するための基準として使用され、別の光ビームはサンプルを通過し、コリメータ 3 とコリメータによって再成形されます。 4、テストの右端にある検出器に入ります。実際の試験では、試験サンプルを出し入れすることで２つのエネルギー値が得られ、そのエネルギーを比較することでサンプルの透過率を求めることができます。
エリプソメータの原理は、ビーム送信チャネルと受信チャネルに補償要素として回転 1/4 波長板が追加され、受信チャネルにも偏光子が追加されていることを除いて、上記の分光光度計の原理と似ています。 、サンプルの偏光特性をより柔軟に分析できるようになります。場合によっては、エリプソメーターは広スペクトル光源を直接使用し、受光側にスリットおよびスプリッター分光計を採用し、リニアアレイ検出器と組み合わせて、コンポーネントの性能テストを実行します。
3. 透過率の試験
透過率試験では、光ビームを受光する検出器の反射を避けるために、積分球が受光器として使用されることが多く、その原理は次のようになります。
上図からわかるように、積分球は内壁に白色の拡散反射塗料をコーティングした空洞球であり、球壁には窓穴があり、入射光の光穴として利用されます。と光検出器の受光穴。このように積分球に入射した光は内壁コーティングで数回反射し、内壁に均一な照度を形成し、検出器で受光されます。
例として、光学プレートの透過率を検査する装置の構造を以下に示します。
上の図では、試験サンプルは、x 方向と y 方向に移動できる調整テーブル上に置かれています。調整テーブルをコンピュータ制御することにより、任意の位置でサンプルの透過率を検査することができます。平面ガラス全体の透過率分布はスキャンテストでも求めることができ、テストの分解能はビームのスポットサイズに依存します。
4. 反射率試験
光学フィルムの反射率の測定には、通常、相対測定と絶対測定の 2 つの方法があります。相対測定法では、比較テストの基準として使用する既知の反射率を持つ反射板が必要です。実際には、参照ミラーの反射率は、フィルム層の経年変化や汚れに応じて定期的に校正する必要があります。したがって、この方法には潜在的な測定誤差が存在します。絶対反射率測定方法では、サンプルを配置せずにテストデバイスの反射率を校正する必要があります。以下の図では、サンプルの反射率の絶対測定を実現するために、古典的な VW デバイスの構造が示されています。
上図の左図は、3 つのミラー M1、M2、M3 からなる V 字型の構造を示しています。まず、このモードでの光強度値がテストされ、P1 として記録されます。次に、右図では、測定対象のサンプルを入れ、M2 ミラーを上部の位置まで回転させ、W 字型の構造を形成します。測定サンプルの絶対反射率を求めることができます。この装置は改良することもできます。たとえば、試験中のサンプルにも独立した回転テーブルが装備されており、M2 ミラーを対応する反射位置に回転させることで、試験中のサンプルを任意の角度に回転させることができ、ビーム出力を調整できるため、サンプルの反射率を複数の角度でテストできます。
例として、光学プレートの反射率をテストするために使用される装置の構造を以下に示します。
上の図では、テストされるサンプルは x/y 平行移動調整テーブル上に配置されており、調整テーブルのコンピューター制御を通じてサンプルの反射率を任意の位置でテストできます。スキャンテストにより、板ガラス全体の反射率分布図も取得できます。
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投稿時刻: 2024 年 4 月 23 日
