1 Prestatieparameters na coating
In het vorige artikel introduceerden we de functies, principes, ontwerpsoftware en gebruikelijke coatingtechnieken van optische dunne films. In dit artikel introduceren we het testen van parameters na het coaten. De prestatieparameters van het oppervlak van de component na het coaten omvatten de doorlaatbaarheid (doorlaatbaarheid), reflectie (R), absorptie (A), enz. Daarnaast de absorptie (doorlaatbaarheid) enzovoort. De verstrooiingskarakteristiek S (verstrooiing) van het filmoppervlak moet ook worden getest en geanalyseerd.
De transmissie T is de verhouding tussen de lichtintensiteitsenergie die door de film gaat en de invallende lichtenergie. De reflectie R is de verhouding tussen de intensiteitsenergie die wordt gereflecteerd door het oppervlak van de coating en de invallende energie. Absorptie A is de verhouding tussen de door de filmlaag geabsorbeerde lichtenergie en de invallende lichtenergie. Voor deze drie parameters bestaan de volgende relaties:
T+R+EEN=1
Dat wil zeggen dat de som van de transmissie, reflectiviteit en absorptie van de filmlaag de constante 1 is. Dit betekent dat nadat de lichtbundel door het membraan is gegaan, een deel ervan wordt doorgelaten, een deel wordt weggereflecteerd en de rest wordt gereflecteerd. wordt geabsorbeerd door het membraan.
Op deoptische componentIn tekeningen is meestal de doorlaatbaarheid of reflectiviteit van het filmoppervlak vereist en moeten het spectrale bereik en de invalshoek onder de toepassingsstatus duidelijk worden gedefinieerd. Als polarisatie ook vereist is, moet het bereik van polarisatietoestanden duidelijk worden gedefinieerd. De coatingvereisten in de onderstaande afbeelding zijn bijvoorbeeld dat bij 770 nm de reflectiviteit niet minder dan 88% moet zijn bij een inval van 45 graden, en bij 550 nm moet de transmissie niet minder dan 70% zijn bij een inval van 45 graden.
Naast de bovengenoemde optische eigenschappen moeten ook de mechanische en chemische eigenschappen van de optische filmlaag in overweging worden genomen, inclusief de slijtvastheid, stevigheid en oplosbaarheid van de filmlaag. Bovendien moet ook rekening worden gehouden met de kwaliteit van het optische oppervlak na het coaten, inclusief de vereisten voor putjes, krassen, vuil, vlekken, enz.
2 Principe van spectrofotometer
In dit artikel concentreren we ons op de optische eigenschappen van de filmtestmethoden om in de praktijk de belangrijkste spectrofotometer (spectrofotometer) en ellipsometer (ellipsometer) te introduceren om de filmparameters te testen. Spectrofotometer kan de transmissie-, reflectiviteits- en absorptiekarakteristieken van optische producten. De ellipsometer kan de dikte en polarisatie-eigenschappen van de filmlaag meten, en het principe van beide is vergelijkbaar.
De structuur van een dergelijk apparaat kan worden verdeeld in twee delen: het straalgeneratiekanaal en het straalontvangstkanaal. Wanneer de transmissie van de component moet worden getest, wordt de component in het midden van de twee kanalen geplaatst, zodat de straal Wanneer de reflectiviteit van de component moet worden getest, wordt de component aan dezelfde kant van de twee kanalen geplaatst, zodat de straal door het monster wordt gereflecteerd. Als voorbeeld wordt het principe van een spectrofotometer om de transmissie van een monster te meten weergegeven in de volgende afbeelding:
In de afbeelding hierboven is het linkeruiteinde het straalgeneratiekanaal, waarbij een lichtbron met een breed spectrum wordt gebruikt om licht uit te zenden, en vervolgens door het splitsen van het rooster en de selectie van de spleet een specifieke golflengte van licht uit te zenden, de straal passeert de collimator 1 wordt een gecollimeerde straal en gaat vervolgens door de polarisator die de hoek kan draaien, wordt een gepolariseerd licht en het gepolariseerde licht wordt door de spectroscoop in twee bundels verdeeld nadat de collimator 2 is verzameld. Een lichtstraal wordt gereflecteerd in de referentiedetector, waar de verzamelde lichtstraal wordt gebruikt als referentie om de energiedrift als gevolg van de fluctuaties van de lichtbron te corrigeren, en een andere lichtstraal gaat door het monster en wordt opnieuw gevormd door collimator 3 en collimator 4, en komt de detector helemaal rechts van de test binnen. Bij de daadwerkelijke test worden twee energiewaarden verkregen door het geteste monster in te brengen en eruit te halen, en de transmissie van het monster kan worden verkregen door de energie te vergelijken.
Het principe van de ellipsometer is vergelijkbaar met het principe van de bovenstaande spectrofotometer, behalve dat een roterende 1/4-golfplaat wordt toegevoegd als compensatie-element in het straalzendkanaal en het ontvangstkanaal, en dat er ook een polarisator wordt toegevoegd in het ontvangstkanaal. , zodat de polarisatiekarakteristieken van het monster flexibeler kunnen worden geanalyseerd. In sommige gevallen zal de ellipsometer ook rechtstreeks gebruik maken van een lichtbron met een breed spectrum en aan de ontvangende kant een spleet- en splitterspectrometer gebruiken, gecombineerd met een lineaire array-detector, om de prestatietest van het onderdeel te bereiken.
3. Test van doorlaatbaarheid
Om de reflectie van de detector die de lichtbundel ontvangt te voorkomen, wordt bij de transmissietest vaak de integrerende bol als ontvanger gebruikt. Het principe wordt als volgt weergegeven:
Zoals te zien is in de bovenstaande figuur, is de integrerende bol een holtebol bedekt met wit diffuus reflectiecoatingmateriaal op de binnenwand, en bevindt er zich een raamgat in de balwand, dat wordt gebruikt als het lichtgat van het invallende licht. en het ontvangstgat van de lichtdetector. Op deze manier wordt het licht dat de integrerende bol binnenkomt meerdere malen gereflecteerd door de binnenwandcoating, waardoor een uniforme verlichtingssterkte op de binnenwand wordt gevormd, en wordt het door de detector ontvangen.
Als voorbeeld wordt hieronder de structuur getoond van een apparaat dat wordt gebruikt om de transmissie van een optische plaat te testen
In de figuur hierboven wordt het geteste monster op een aanpassingstafel geplaatst die in de x- en y-richting kan worden verschoven. De transmissie van het monster kan op elke positie worden getest door computerbesturing van de insteltafel. De transmissieverdeling van het gehele vlakke glas kan ook worden verkregen door middel van een scantest, en de resolutie van de test hangt af van de vlekgrootte van de straal.
4. Reflectiviteitstest
Voor het meten van de reflectiviteit van optische films zijn er gewoonlijk twee manieren: de ene is relatieve meting en de andere is absolute meting. De relatieve meetmethode vereist dat een reflector met bekende reflectie wordt gebruikt als referentie voor vergelijkende tests. In de praktijk moet de reflectie van de referentiespiegel regelmatig worden gekalibreerd vanwege de veroudering of vervuiling van de filmlaag. Daarom heeft deze methode potentiële meetfouten. De methode voor het meten van het absolute reflectiviteit vereist de kalibratie van de reflectiviteit van het testapparaat zonder het monster te plaatsen. In de onderstaande afbeelding wordt de structuur van het klassieke VW-apparaat gegeven om de absolute meting van de reflectiviteit van het monster te bereiken:
De linkerfiguur in de bovenstaande figuur toont een V-vormige structuur bestaande uit drie spiegels, M1, M2 en M3. Eerst wordt de lichtintensiteitswaarde in deze modus getest en geregistreerd als P1. Vervolgens wordt in de rechterfiguur het te testen monster erin geplaatst en wordt de M2-spiegel naar de bovenste positie gedraaid om een W-vormige structuur te vormen. De absolute reflectiviteit van het gemeten monster kan worden verkregen. Dit apparaat kan ook worden verbeterd. Het te testen monster is bijvoorbeeld ook uitgerust met een onafhankelijke roterende tafel, zodat het te testen monster naar elke hoek kan worden gedraaid, door de M2-spiegel naar de overeenkomstige reflectiepositie te draaien, om de straaluitvoer, zodat de reflectiviteit van het monster onder meerdere hoeken kan worden getest.
Als voorbeeld wordt hieronder de structuur weergegeven van een apparaat dat wordt gebruikt om de reflectiviteit van een optische plaat te testen:
In de bovenstaande afbeelding wordt het geteste monster op de x/y-translatie-aanpassingstafel geplaatst en kan de reflectiviteit van het monster op elke positie worden getest via de computerbesturing van de aanpassingstafel. Via de scantest kan ook de reflectieverdelingskaart van het gehele vlakglas worden verkregen.
Contact:
Email:jasmine@pliroptics.com ;
Telefoon/Whatsapp/Wechat:86 19013265659
website: www.pliroptics.com
Toevoegen: Gebouw 1, nr. 1558, inlichtingenweg, qingbaijiang, chengdu, Sichuan, China
Posttijd: 23 april 2024
