1 코팅 후 성능 매개변수
이전 기사에서는 광학박막의 기능, 원리, 설계 소프트웨어 및 일반적인 코팅 기술을 소개했습니다. 이 기사에서는 코팅 후 매개변수 테스트를 소개합니다. 코팅 후 부품 표면의 성능변수로는 투과율(Transmittance), 반사율(R), 흡수율(A) 등이 있으며, 이 밖에도 흡수율(Transmittance) 등도 있습니다. 필름 표면의 산란 특성 S(Scatter)도 테스트하고 분석해야 합니다.
투과율 T는 입사된 빛 에너지에 대한 필름을 통과하는 빛의 강도 에너지의 비율입니다. 반사율 R은 입사 에너지에 대한 코팅 표면에 의해 반사되는 강도 에너지의 비율입니다. 흡수 A는 필름층에 흡수된 빛 에너지와 입사된 빛 에너지의 비율입니다. 이 세 가지 매개변수에는 다음과 같은 관계가 존재합니다.
티 + R + A = 1
즉, 필름층의 투과율, 반사율, 흡수율의 합은 상수 1입니다. 이는 광선이 막을 통과한 후 일부는 통과하고 일부는 반사되고 나머지는임을 의미합니다. 멤브레인에 의해 흡수됩니다.
에광학 부품도면에서는 일반적으로 필름 표면의 투과율이나 반사율이 필요하며 도포 상태에서 스펙트럼 범위와 입사각을 명확하게 정의해야 합니다. 편광도 필요한 경우 편광 상태의 범위를 명확하게 정의해야 합니다. 예를 들어 아래 그림의 코팅 요구 사항은 770nm에서 반사율이 45도 입사에서 88% 이상이어야 하고, 550nm에서는 투과율이 45도 입사에서 70% 이상이어야 합니다.
위의 광학 특성 외에도 필름층의 내마모성, 견고성, 용해도 등 광학 필름층의 기계적, 화학적 특성도 고려해야 합니다. 또한, 구멍, 긁힘, 먼지, 얼룩 등에 대한 요구 사항을 포함하여 코팅 후 광학 표면의 품질도 고려해야 합니다.
2 분광 광도계의 원리
본 논문에서는 필름 매개변수를 테스트하기 위해 실제로 주요 분광 광도계(Spectrophotometer)와 엘립소미터(Ellipsometer)를 소개하는 필름 테스트 방법의 광학적 특성에 중점을 두고 있으며, 분광 광도계는 광학의 투과율, 반사율 및 흡수 특성을 테스트할 수 있습니다. 제품. 엘립소미터는 필름층의 두께와 편광특성을 측정할 수 있으며, 둘 다 원리는 유사하다.
이러한 장치의 구조는 빔 생성 채널과 빔 수신 채널의 두 부분으로 나눌 수 있습니다. 구성 요소의 투과율을 테스트해야 할 경우 구성 요소를 두 채널의 중간에 배치하여 빔이 구성 요소의 반사율을 테스트해야 할 때 구성 요소는 샘플을 통과하여 두 채널의 동일한 쪽에 배치되어 빔이 샘플에 의해 반사됩니다. 예를 들어, 샘플의 투과율을 측정하는 분광 광도계의 원리가 다음 그림에 나와 있습니다.
위 그림에서 왼쪽 끝은 빔 생성 채널로, 넓은 스펙트럼 광원을 사용하여 빛을 방출한 다음 격자 분할과 슬릿 선택을 통해 특정 파장의 빛을 출력하고 빔이 통과합니다. 콜리메이터 1은 시준된 빔이 된 후 각도를 회전시킬 수 있는 편광판을 통과하여 편광이 되고, 콜리메이터 2에 모인 후 분광기에 의해 편광은 2개의 빔으로 나누어집니다. 광선은 참조 검출기로 반사되고, 여기서 수집된 광선은 광원의 변동으로 인한 에너지 드리프트를 보정하기 위한 참조로 사용되며, 또 다른 광선은 샘플을 통과하여 콜리메이터 3과 콜리메이터에 의해 재구성됩니다. 4, 테스트의 맨 오른쪽 끝에 있는 검출기로 들어갑니다. 실제 시험에서는 시험 시료를 넣고 빼면서 두 가지 에너지 값을 구하고, 그 에너지를 비교하여 시료의 투과도를 구할 수 있다.
타원계의 원리는 위의 분광 광도계의 원리와 유사하지만, 회전하는 1/4 파장판이 송신 채널과 수신 채널에 보상 요소로 추가되고 편광판도 수신 채널에 추가된다는 점만 다릅니다. , 샘플의 편광 특성을 보다 유연하게 분석할 수 있습니다. 어떤 경우에는 엘립소미터가 직접 넓은 스펙트럼 광원을 사용하고 수신단에 슬릿 및 스플리터 분광계를 채택하고 선형 배열 검출기와 결합하여 부품의 성능 테스트를 수행합니다.
3. 투과율 시험
투과율 테스트에서 광선을 받는 검출기의 반사를 피하기 위해 적분구가 수신기로 사용되는 경우가 많으며 원리는 다음과 같습니다.
위 그림에서 알 수 있듯이 적분구는 내벽에 흰색 확산반사 코팅재를 코팅한 캐비티구이며, 볼벽에 창구멍이 있어 입사광의 광구로 사용된다. 그리고 광검출기의 수용 구멍. 이런 방식으로 적분구에 들어오는 빛은 내벽 코팅을 통해 여러 번 반사되어 내벽에 균일한 조도를 형성하고 검출기에 의해 수신됩니다.
일례로 광학판의 투과율을 테스트하는데 사용되는 장치의 구조는 아래와 같습니다.
위 그림에서 테스트된 샘플은 x 및 y 방향으로 이동할 수 있는 조정 테이블 위에 놓여 있습니다. 시료의 투과율은 조정 테이블을 컴퓨터로 제어하여 어느 위치에서나 테스트할 수 있습니다. 평면유리 전체의 투과율 분포는 스캐닝 테스트를 통해서도 얻을 수 있으며, 테스트 해상도는 빔의 스폿 크기에 따라 달라집니다.
4. 반사율 테스트
광학 필름 반사율 측정에는 일반적으로 두 가지 방법이 있습니다. 하나는 상대 측정이고 다른 하나는 절대 측정입니다. 상대 측정 방법에서는 비교 테스트를 위한 기준으로 사용되는 반사율이 알려진 반사경이 필요합니다. 실제로 기준 거울의 반사율은 필름 층의 노화 또는 오염에 따라 정기적으로 보정되어야 합니다. 따라서 이 방법에는 잠재적인 측정 오류가 있습니다. 절대 반사율 측정 방법에서는 샘플을 배치하지 않고 테스트 장치의 반사율을 교정해야 합니다. 아래 그림에는 샘플 반사율의 절대 측정을 달성하기 위한 클래식 VW 장치의 구조가 나와 있습니다.
위 그림의 왼쪽 그림은 M1, M2, M3 3개의 거울로 구성된 V자형 구조를 보여줍니다. 먼저, 이 모드의 광도 값을 테스트하고 P1으로 기록합니다. 그런 다음 오른쪽 그림에서는 테스트 중인 샘플을 넣고 M2 거울을 상단 위치로 회전시켜 W자형 구조를 형성합니다. 측정된 샘플의 절대 반사율을 얻을 수 있습니다. 이 장치는 또한 개선될 수 있습니다. 예를 들어 테스트 중인 샘플에는 독립적인 회전 테이블이 장착되어 M2 미러를 해당 반사 위치로 회전시켜 테스트 중인 샘플을 어떤 각도로든 회전시킬 수 있습니다. 빔 출력을 통해 샘플의 반사율을 여러 각도에서 테스트할 수 있습니다.
예를 들어, 광학 플레이트의 반사율을 테스트하는 데 사용되는 장치의 구조는 다음과 같습니다.
위 그림에서 테스트된 샘플은 x/y 변환 조정 테이블에 배치되며 조정 테이블의 컴퓨터 제어를 통해 샘플의 반사율을 어느 위치에서나 테스트할 수 있습니다. 스캐닝 테스트를 통해 판유리 전체의 반사율 분포 맵도 얻을 수 있습니다.
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게시 시간: 2024년 4월 23일
