1 Parâmetros de desempenho após revestimento
No artigo anterior, apresentamos as funções, princípios, software de design e técnicas comuns de revestimento de filmes finos ópticos. Neste artigo, apresentamos o teste dos parâmetros pós-revestimento. Os parâmetros de desempenho da superfície do componente após o revestimento incluem Transmitância (Transmitância), Refletância (R), Absorção (A), etc. A característica de espalhamento S (Scatter) da superfície do filme também precisa ser testada e analisada.
A transmitância T é a razão entre a energia da intensidade da luz que passa através do filme e a energia da luz incidente. A refletância R é a razão entre a energia de intensidade refletida pela superfície do revestimento e a energia incidente. Absorção A é a razão entre a energia luminosa absorvida pela camada de filme e a energia luminosa incidente. Para esses três parâmetros, existem os seguintes relacionamentos:
T + R + UMA = 1
Ou seja, a soma da transmitância, refletividade e absorção da camada do filme é a constante 1. Isso significa que depois que o feixe de luz passa pela membrana, parte dele passa, parte é refletida e o resto é absorvido pela membrana.
Nocomponente ópticodesenhos, a transmitância ou refletividade da superfície do filme geralmente é necessária, e a faixa espectral e o ângulo de incidência sob o estado de aplicação precisam ser definidos claramente. Se a polarização também for necessária, a faixa de estados de polarização precisa ser claramente definida. Como exemplo, os requisitos de revestimento na figura abaixo são que a 770nm, a refletividade não deve ser inferior a 88% a uma incidência de 45 graus, e a 550nm, a transmitância não deve ser inferior a 70% a uma incidência de 45 graus.
Além das propriedades ópticas acima, as propriedades mecânicas e químicas da camada de filme óptico também precisam ser consideradas, incluindo a resistência ao desgaste, firmeza e solubilidade da camada de filme. Além disso, a qualidade da superfície óptica após o revestimento também precisa ser considerada, incluindo os requisitos de corrosão, arranhões, sujeira, manchas, etc.
2 Princípio do espectrofotômetro
Neste artigo, nos concentramos nas propriedades ópticas dos métodos de teste de filme para introduzir, na prática, o principal espectrofotômetro (espectrofotômetro) e elipsômetro (elipsômetro) para testar os parâmetros do filme, o espectrofotômetro pode testar as características de transmitância, refletividade e absorção de óptica produtos. O elipsômetro pode medir a espessura e as características de polarização da camada de filme, e o princípio de ambos é semelhante.
A estrutura de tal dispositivo pode ser dividida em duas partes do canal de geração de feixe e do canal de recepção de feixe, quando a transmitância do componente precisa ser testada, o componente é colocado no meio dos dois canais, de modo que o feixe passa pela amostra, quando a refletividade do componente precisa ser testada, o componente é colocado no mesmo lado dos dois canais, para que o feixe seja refletido pela amostra. Como exemplo, o princípio de um espectrofotômetro para medir a transmitância de uma amostra é mostrado na figura a seguir:
Na figura acima, a extremidade esquerda é o canal de geração de feixe, usando uma fonte de luz de amplo espectro para emitir luz e, em seguida, através da divisão da grade e da seleção da fenda, produz um comprimento de onda específico de luz, o feixe passa através o colimador 1, torna-se um feixe colimado, e então passa pelo polarizador que pode girar o ângulo, torna-se uma luz polarizada, e a luz polarizada é dividida em 2 feixes pelo espectroscópio após o colimador 2 ser reunido. Um feixe de luz é refletido no detector de referência, onde o feixe de luz coletado é usado como referência para corrigir o desvio de energia devido às flutuações da fonte de luz, e outro feixe de luz passa pela amostra, é remodelado pelo colimador 3 e pelo colimador 4, e entra no detector na extremidade direita do teste. No teste real, dois valores de energia são obtidos colocando e retirando a amostra testada, e a transmitância da amostra pode ser obtida comparando a energia.
O princípio do elipsômetro é semelhante ao princípio do espectrofotômetro acima, exceto que uma placa rotativa de 1/4 de onda é adicionada como elemento de compensação no canal de envio do feixe e no canal de recepção, e um polarizador também é adicionado no canal de recepção , para que as características de polarização da amostra possam ser analisadas de forma mais flexível. Em alguns casos, o elipsômetro também usará diretamente uma fonte de luz de amplo espectro e adotará um espectrômetro de fenda e divisor na extremidade receptora, combinado com um detector de matriz linear, para realizar o teste de desempenho do componente.
3. Teste de transmitância
No teste de transmitância, para evitar a reflexão do detector que recebe o feixe de luz, a esfera integradora é frequentemente usada como receptor, o princípio é mostrado a seguir:
Como pode ser visto na figura acima, a esfera integradora é uma esfera de cavidade revestida com material de revestimento de reflexão difusa branco na parede interna, e há um orifício de janela na parede da esfera, que é usado como orifício de luz da luz incidente e o orifício de recepção do detector de luz. Desta forma, a luz que entra na esfera integradora é refletida diversas vezes através do revestimento da parede interna, formando uma iluminância uniforme na parede interna, e é recebida pelo detector.
Como exemplo, a estrutura de um dispositivo utilizado para testar a transmitância de uma placa óptica é mostrada abaixo
Na figura acima, a amostra testada é colocada em uma mesa de ajuste que pode ser deslocada nas direções x e y. A transmitância da amostra pode ser testada em qualquer posição pelo controle computacional da mesa de ajuste. A distribuição de transmitância de todo o vidro plano também pode ser obtida por teste de varredura, e a resolução do teste depende do tamanho do ponto do feixe.
4. Teste de refletividade
Para a medição da refletividade do filme óptico, geralmente existem duas formas, uma é a medição relativa e a outra é a medição absoluta. O método de medição relativa requer um refletor com refletância conhecida para ser usado como referência para testes de comparação. Na prática, a refletância do espelho de referência precisa ser calibrada regularmente com o envelhecimento ou contaminação da camada do filme. Portanto, este método apresenta potenciais erros de medição. O método de medição de refletividade absoluta requer a calibração da refletividade do dispositivo de teste sem colocar a amostra. Na figura abaixo, é apresentada a estrutura do dispositivo VW clássico para obter a medição absoluta da refletividade da amostra:
A figura à esquerda na figura acima mostra uma estrutura em forma de V composta por três espelhos, M1, M2 e M3. Primeiro, o valor da intensidade da luz neste modo é testado e registrado como P1. Então, na figura à direita, a amostra em teste é colocada e o espelho M2 é girado para a posição superior para formar uma estrutura em forma de W. A refletividade absoluta da amostra medida pode ser obtida. Este dispositivo também pode ser melhorado, por exemplo, a amostra em teste também é equipada com uma mesa giratória independente, de modo que a amostra em teste pode ser girada em qualquer ângulo, girando o espelho M2 para a posição de reflexão correspondente, para alcançar o saída do feixe, de modo que a refletividade da amostra possa ser testada em vários ângulos.
Como exemplo, a estrutura de um dispositivo utilizado para testar a refletividade de uma placa óptica é mostrada abaixo:
Na figura acima, a amostra testada é colocada na mesa de ajuste de translação x/y, e a refletividade da amostra pode ser testada em qualquer posição através do controle computacional da mesa de ajuste. Através do teste de varredura, também pode ser obtido o mapa de distribuição de refletância de todo o vidro plano.
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Horário da postagem: 23 de abril de 2024
