1 Parametry użytkowe po pokryciu
W poprzednim artykule przedstawiliśmy funkcje, zasady, oprogramowanie do projektowania i popularne techniki powlekania cienkich warstw optycznych. W tym artykule przedstawiamy badanie parametrów po powlekaniu. Parametry wydajności powierzchni elementu po pokryciu obejmują transmitancję (przepuszczalność), współczynnik odbicia (R), absorpcję (A) itp. Ponadto absorpcję (przepuszczalność) i tak dalej. Należy również przetestować i przeanalizować charakterystykę rozpraszania S (rozproszenie) powierzchni folii.
Transmitancja T jest stosunkiem energii natężenia światła przechodzącego przez folię do energii światła padającego. Współczynnik odbicia R jest stosunkiem energii intensywności odbitej przez powierzchnię powłoki do energii padającej. Absorpcja A to stosunek energii świetlnej pochłoniętej przez warstwę folii do energii świetlnej padającej. Dla tych trzech parametrów istnieją następujące zależności:
T + R + ZA = 1
Oznacza to, że suma przepuszczalności, współczynnika odbicia i absorpcji warstwy folii wynosi stałą 1. Oznacza to, że po przejściu wiązki światła przez membranę część zostaje przepuszczona, część zostaje odbita, a reszta jest wchłaniany przez membranę.
Naelement optycznyrysunkach zwykle wymagana jest przepuszczalność lub współczynnik odbicia powierzchni folii, a zakres widmowy i kąt padania w stanie zastosowania muszą być jasno określone. Jeżeli wymagana jest również polaryzacja, należy jasno określić zakres stanów polaryzacji. Przykładowo wymagania dotyczące powłoki przedstawione na poniższym rysunku są takie, że przy długości fali 770 nm współczynnik odbicia musi wynosić nie mniej niż 88% przy kącie padania 45 stopni, a przy 550 nm transmitancja musi wynosić nie mniej niż 70% przy kącie padania 45 stopni.
Oprócz powyższych właściwości optycznych należy również wziąć pod uwagę właściwości mechaniczne i chemiczne warstwy folii optycznej, w tym odporność na zużycie, jędrność i rozpuszczalność warstwy folii. Ponadto należy wziąć pod uwagę jakość powierzchni optycznej po pokryciu, w tym wymagania dotyczące wżerów, zarysowań, zabrudzeń, plam itp.
2 Zasada działania spektrofotometru
W tym artykule skupiamy się na właściwościach optycznych metod badania folii, aby wprowadzić w praktyce główny spektrofotometr (spektrofotometr) i elipsometr (elipsometr) do badania parametrów folii, spektrofotometr może testować przepuszczalność, współczynnik odbicia i charakterystykę absorpcji optycznych produkty. Elipsometr może mierzyć grubość i charakterystykę polaryzacji warstwy folii, a zasada obu jest podobna.
Strukturę takiego urządzenia można podzielić na dwie części: kanał generowania wiązki i kanał odbierający wiązkę, gdy zachodzi potrzeba przetestowania transmitancji elementu, element umieszcza się pośrodku dwóch kanałów, tak aby wiązka przechodzi przez próbkę, gdy konieczne jest sprawdzenie współczynnika odbicia elementu, element umieszcza się po tej samej stronie dwóch kanałów, tak aby wiązka odbijała się od próbki. Przykładowo zasadę działania spektrofotometru do pomiaru transmitancji próbki przedstawiono na poniższym rysunku:
Na powyższym rysunku lewy koniec to kanał generowania wiązki, wykorzystujący źródło światła o szerokim spektrum do emitowania światła, a następnie poprzez rozszczepienie siatki i wybór szczeliny emituje światło o określonej długości fali, przez które wiązka przechodzi kolimator 1 staje się wiązką kolimowaną, a następnie przechodzi przez polaryzator, który może obracać kąt, staje się światłem spolaryzowanym, a spolaryzowane światło jest dzielone przez spektroskop na 2 wiązki po zebraniu kolimatora 2. Wiązka światła odbijana jest do detektora referencyjnego, gdzie zebrana wiązka światła służy jako odniesienie w celu skorygowania dryfu energii spowodowanego wahaniami źródła światła, a kolejna wiązka światła przechodzi przez próbkę i jest przekształcana przez kolimator 3 i kolimator 4 i wchodzi do detektora po prawej stronie testu. W rzeczywistym badaniu uzyskuje się dwie wartości energii poprzez włożenie i wyjęcie badanej próbki, a transmitancję próbki można uzyskać poprzez porównanie energii.
Zasada działania elipsometru jest podobna do zasady powyższego spektrofotometru, z tą różnicą, że w kanale wysyłającym wiązkę i w kanale odbiorczym dodawana jest obracająca się płytka o 1/4 fali jako element kompensacyjny w kanale wysyłającym wiązkę i kanale odbiorczym, a także polaryzator w kanale odbiorczym , dzięki czemu można bardziej elastycznie analizować charakterystykę polaryzacji próbki. W niektórych przypadkach elipsometr będzie również bezpośrednio wykorzystywał źródło światła o szerokim spektrum i zastosuje spektrometr szczelinowo-rozdzielający po stronie odbiorczej w połączeniu z detektorem liniowym, aby przeprowadzić test wydajności komponentu.
3. Badanie przepuszczalności
W teście transmitancji, aby uniknąć odbicia detektora odbierającego wiązkę światła, jako odbiornik często wykorzystuje się kulę całkującą, zasadę przedstawiono w następujący sposób:
Jak widać na powyższym rysunku, kula integrująca jest kulą wnękową pokrytą białą powłoką o rozproszonym odbiciu na wewnętrznej ścianie, a w ścianie kuli znajduje się otwór okienny, który służy jako otwór świetlny padającego światła i otwór odbiorczy detektora światła. W ten sposób światło wpadające do kuli integrującej odbija się kilkakrotnie przez powłokę wewnętrznej ściany, tworząc równomierne oświetlenie na wewnętrznej ścianie i jest odbierane przez detektor.
Jako przykład pokazano poniżej konstrukcję urządzenia służącego do badania transmitancji płytki optycznej
Na powyższym rysunku badana próbka umieszczona jest na stole regulacyjnym, który można przesuwać w kierunkach x i y. Transmitancję próbki można sprawdzić w dowolnym położeniu, sterując komputerowo stołem regulacyjnym. Rozkład transmitancji całego płaskiego szkła można również uzyskać za pomocą testu skaningowego, a rozdzielczość testu zależy od wielkości plamki wiązki.
4. Test odbicia
Do pomiaru współczynnika odbicia błony optycznej zwykle stosuje się dwa sposoby, jeden to pomiar względny, a drugi to pomiar bezwzględny. Względna metoda pomiaru wymaga użycia reflektora o znanym współczynniku odbicia jako punktu odniesienia w testach porównawczych. W praktyce współczynnik odbicia zwierciadła odniesienia należy regularnie kalibrować w zależności od starzenia się lub zanieczyszczenia warstwy folii. Dlatego metoda ta obarczona jest potencjalnymi błędami pomiarowymi. Metoda pomiaru bezwzględnego współczynnika odbicia wymaga kalibracji współczynnika odbicia urządzenia badawczego bez umieszczania próbki. Na poniższym rysunku przedstawiono budowę klasycznego urządzenia VW umożliwiającego bezwzględny pomiar współczynnika odbicia próbki:
Rysunek po lewej stronie powyższego rysunku przedstawia konstrukcję w kształcie litery V składającą się z trzech luster: M1, M2 i M3. Najpierw sprawdzana jest wartość natężenia światła w tym trybie i zapisywana jako P1. Następnie, jak pokazano na prawym rysunku, wprowadza się badaną próbkę, a lustro M2 obraca się do najwyższej pozycji, tworząc strukturę w kształcie litery W. Można uzyskać bezwzględny współczynnik odbicia mierzonej próbki. Urządzenie to można również ulepszyć, np. badana próbka jest również wyposażona w niezależny stół obrotowy, dzięki czemu badaną próbkę można obrócić pod dowolnym kątem, obracając lustro M2 do odpowiedniej pozycji odbicia, aby uzyskać strumień świetlny, dzięki czemu współczynnik odbicia próbki można sprawdzić pod wieloma kątami.
Poniżej przedstawiono przykładową budowę urządzenia służącego do badania współczynnika odbicia płytki optycznej:
Na powyższym rysunku badaną próbkę umieszcza się na stole do regulacji przesunięcia x/y, a współczynnik odbicia próbki można sprawdzić w dowolnej pozycji za pomocą komputerowego sterowania stołem do regulacji. Dzięki badaniu skaningowemu można również uzyskać mapę rozkładu współczynnika odbicia całego szkła płaskiego.
Kontakt:
Email:jasmine@pliroptics.com ;
Telefon/Whatsapp/Wechat: 86 19013265659
strona internetowa: www.pliroptics.com
Dodaj:Budynek 1, nr 1558, droga wywiadowcza, Qingbaijiang, Chengdu, Syczuan, Chiny
Czas publikacji: 23 kwietnia 2024 r
