1 Parametri delovanja po nanosu
V prejšnjem članku smo predstavili funkcije, principe, programsko opremo za načrtovanje in običajne tehnike premazovanja optičnih tankih filmov. V tem članku predstavljamo testiranje parametrov po nanosu premaza. Parametri delovanja površine komponente po nanosu vključujejo prepustnost (prepustnost), odbojnost (R), absorpcijo (A) itd. Poleg tega absorpcijo (prepustnost) itd. Prav tako je treba testirati in analizirati karakteristiko sipanja S (Scatter) površine filma.
Prepustnost T je razmerje med energijo jakosti svetlobe, ki prehaja skozi film, in energijo vpadne svetlobe. Odbojnost R je razmerje med jakostno energijo, ki jo odbija površina prevleke, in vpadno energijo. Absorpcija A je razmerje med svetlobno energijo, ki jo absorbira filmska plast, in vpadno svetlobno energijo. Za te tri parametre obstajajo naslednja razmerja:
T + R + A = 1
To pomeni, da je vsota prepustnosti, odbojnosti in absorpcije plasti filma konstanta 1. To pomeni, da po prehodu svetlobnega žarka skozi membrano del gre skozi, del se odbije, preostali del absorbira membrana.
Naoptična komponentaNa risbah je običajno potrebna prepustnost ali odbojnost površine filma, spektralno območje in vpadni kot pod stanjem nanosa pa je treba jasno definirati. Če je potrebna tudi polarizacija, je treba jasno določiti obseg polarizacijskih stanj. Na primer, zahteve glede premaza na spodnji sliki so, da pri 770 nm odbojnost ne sme biti manjša od 88 % pri vpadnem kotu 45 stopinj, pri 550 nm pa mora biti prepustnost najmanj 70 % pri vpadnem kotu 45 stopinj.
Poleg zgornjih optičnih lastnosti je treba upoštevati tudi mehanske in kemijske lastnosti plasti optičnega filma, vključno z odpornostjo proti obrabi, trdnostjo in topnostjo sloja filma. Poleg tega je treba upoštevati tudi kakovost optične površine po nanosu, vključno z zahtevami glede luknjic, prask, umazanije, madežev itd.
2 Princip spektrofotometra
V tem prispevku se osredotočamo na optične lastnosti filmskih testnih metod, da bi v praksi uvedli glavne spektrofotometer (Spectrophotometer) in elipsometer (elipsometer) za testiranje parametrov filma, spektrofotometer pa lahko testira prepustnost, odbojnost in absorpcijske značilnosti optičnih izdelkov. Elipsometer lahko meri debelino in polarizacijske značilnosti plasti filma, princip obeh pa je podoben.
Strukturo takšne naprave lahko razdelimo na dva dela kanala za ustvarjanje žarka in kanala za sprejem žarka, ko je treba preizkusiti prepustnost komponente, se komponenta postavi na sredino obeh kanalov, tako da žarek prehaja skozi vzorec, ko je treba preizkusiti odbojnost komponente, se komponenta postavi na isto stran obeh kanalov, tako da se žarek odbije od vzorca. Kot primer je princip delovanja spektrofotometra za merjenje prepustnosti vzorca prikazan na naslednji sliki:
Na zgornji sliki je levi konec kanal za ustvarjanje žarka, ki uporablja svetlobni vir širokega spektra za oddajanje svetlobe, nato pa skozi razdelitev rešetke in izbiro reže oddaja določeno valovno dolžino svetlobe, žarek prehaja skozi kolimator 1, postane kolimirani žarek in nato preide skozi polarizator, ki lahko vrti kot, postane polarizirana svetloba, polarizirano svetlobo pa spektroskop razdeli na 2 žarka, potem ko je kolimator 2 zbran. Svetlobni žarek se odbije v referenčni detektor, kjer se zbrani svetlobni žarek uporabi kot referenca za popravljanje odnašanja energije zaradi nihanj svetlobnega vira, drugi svetlobni žarek pa gre skozi vzorec, preoblikuje ga kolimator 3 in kolimator 4, in vstopi v detektor na skrajnem desnem koncu testa. Pri dejanskem testu dobimo dve energijski vrednosti z vstavljanjem in odvzemom testiranega vzorca, transmisijo vzorca pa lahko dobimo s primerjavo energije.
Princip elipsometra je podoben principu zgornjega spektrofotometra, le da je kot kompenzacijski element v kanalu za pošiljanje žarka in sprejemnem kanalu dodan vrteča se 1/4 valovna plošča, v sprejemnem kanalu pa je dodan tudi polarizator. , tako da je mogoče polarizacijske značilnosti vzorca analizirati bolj prožno. V nekaterih primerih bo elipsometer tudi neposredno uporabil svetlobni vir širokega spektra in sprejel spektrometer z režami in razdelilnikom na sprejemnem koncu v kombinaciji z detektorjem linearnega niza, da bi dosegel preskus učinkovitosti komponente.
3. Preskus prepustnosti
Pri preskusu prepustnosti, da bi se izognili odboju detektorja, ki sprejema svetlobni žarek, se integrirna krogla pogosto uporablja kot sprejemnik, princip je prikazan na naslednji način:
Kot je razvidno iz zgornje slike, je integrirna krogla votla krogla, prevlečena z belim materialom za prevleko z difuznim odbojem na notranji steni, na kroglični steni pa je okenska luknja, ki se uporablja kot svetlobna luknja vpadne svetlobe. in sprejemno luknjo detektorja svetlobe. Na ta način se svetloba, ki vstopa v integrirno kroglo, večkrat odbije skozi oblogo notranje stene in tvori enakomerno osvetlitev na notranji steni, sprejme pa jo detektor.
Kot primer je spodaj prikazana struktura naprave, ki se uporablja za testiranje prepustnosti optične plošče
Na zgornji sliki je testirani vzorec postavljen na nastavitveno mizo, ki jo je mogoče premikati v smeri x in y. Prepustnost vzorca je mogoče testirati na kateri koli poziciji z računalniškim krmiljenjem nastavitvene mize. Porazdelitev prepustnosti celotnega ravnega stekla je mogoče pridobiti tudi s testom skeniranja, ločljivost preskusa pa je odvisna od velikosti točke žarka.
4. Preizkus odsevnosti
Za merjenje odbojnosti optičnega filma običajno obstajata dva načina, eden je relativna meritev, drugi pa absolutna meritev. Relativna merilna metoda zahteva uporabo reflektorja z znano odbojnostjo kot referenco za primerjalno testiranje. V praksi je treba odbojnost referenčnega zrcala redno kalibrirati glede na staranje ali kontaminacijo plasti filma. Zato ima ta metoda možne merilne napake. Metoda merjenja absolutne odbojnosti zahteva kalibracijo odbojnosti testne naprave brez namestitve vzorca. Na spodnji sliki je podana struktura klasične VW naprave za doseganje absolutne meritve odbojnosti vzorca:
Leva slika na zgornji sliki prikazuje strukturo v obliki črke V, sestavljeno iz treh ogledal, M1, M2 in M3. Najprej se vrednost jakosti svetlobe v tem načinu testira in zabeleži kot P1. Nato je na desni sliki vstavljen vzorec, ki se preskuša, in ogledalo M2 se zavrti v zgornji položaj, da se oblikuje struktura v obliki črke W. Določi se lahko absolutna odbojnost izmerjenega vzorca. To napravo je mogoče tudi izboljšati, na primer vzorec, ki ga preskušamo, je opremljen tudi z neodvisno vrtljivo mizo, tako da se vzorec, ki se preskuša, lahko zavrti v poljuben kot z vrtenjem ogledala M2 v ustrezen odbojni položaj, da se doseže izhod žarka, tako da je mogoče odbojnost vzorca preizkusiti pod več koti.
Kot primer je struktura naprave, ki se uporablja za testiranje odbojnosti optične plošče, prikazana spodaj:
Na zgornji sliki je preizkušeni vzorec postavljen na mizo za prilagajanje translacije x/y, odbojnost vzorca pa je mogoče preizkusiti na katerem koli položaju z računalniškim nadzorom mize za prilagajanje. S testom skeniranja je mogoče pridobiti tudi zemljevid porazdelitve odbojnosti celotnega ravnega stekla.
Kontakt:
Email:jasmine@pliroptics.com ;
Telefon/Whatsapp/Wechat: 86 19013265659
splet: www.pliroptics.com
Dodaj: Stavba 1, št. 1558, obveščevalna cesta, Qingbaijiang, Chengdu, Sečuan, Kitajska
Čas objave: 23. aprila 2024
