1 Експлуатаційні параметри після нанесення покриття
У попередній статті ми представили функції, принципи, програмне забезпечення для проектування та загальні методи покриття оптичних тонких плівок. У цій статті ми представляємо тестування параметрів після нанесення покриття. Параметри ефективності поверхні компонента після покриття включають коефіцієнт пропускання (Transmittance), коефіцієнт відбиття (R), коефіцієнт поглинання (A) тощо. Крім того, коефіцієнт поглинання (Transmittance) тощо. Характеристика розсіювання S (Scatter) поверхні плівки також потребує перевірки та аналізу.
Коефіцієнт пропускання Т — це відношення енергії інтенсивності світла, що проходить через плівку, до енергії падаючого світла. Коефіцієнт відбиття R - це відношення енергії інтенсивності, відбитої поверхнею покриття, до енергії падіння. Поглинання А - це відношення енергії світла, поглиненої шаром плівки, до енергії падаючого світла. Для цих трьох параметрів існують такі співвідношення:
T + R + A = 1
Тобто сума коефіцієнтів пропускання, відбиття та поглинання шару плівки дорівнює константі 1. Це означає, що після того, як промінь світла проходить через мембрану, частина його проходить крізь мембрану, частина відбивається, а решта поглинається мембраною.
Наоптичний компонентНа кресленнях зазвичай потрібен коефіцієнт пропускання або відбиття поверхні плівки, а спектральний діапазон і кут падіння під станом нанесення повинні бути чітко визначені. Якщо також потрібна поляризація, необхідно чітко визначити діапазон станів поляризації. Як приклад, вимоги до покриття на малюнку нижче полягають у тому, що при довжині довжини довжини довжини довжини довжини довжини довжини довжини довжини довжини довжини довжини довжини довжини довжини довжини довжини світла коефіцієнт відбиття має бути не менше 88 % при куті падіння довжини 45 градусів, а при довжині довжини довжини довжини довжини довжини довжини довжини довжини довжини світла 45 градусів падіння світла має бути не менше 70 %.
На додаток до вищезазначених оптичних властивостей також необхідно враховувати механічні та хімічні властивості шару оптичної плівки, включаючи зносостійкість, твердість, розчинність шару плівки. Крім того, слід враховувати якість оптичної поверхні після нанесення покриття, включаючи вимоги щодо виїмок, подряпин, бруду, плям тощо.
2 Принцип роботи спектрофотометра
У цій статті ми зосереджуємось на оптичних властивостях методів випробування плівок, щоб запровадити на практиці основні спектрофотометр (Spectrophotometer) та еліпсометр (elipsometer) для перевірки параметрів плівки, спектрофотометр може перевірити пропускання, відбивну здатність та характеристики поглинання оптичних продуктів. Еліпсометр може вимірювати товщину та поляризаційні характеристики шару плівки, і принцип роботи обох схожий.
Конструкцію такого пристрою можна розділити на дві частини: канал генерації променя та канал прийому променя, коли потрібно перевірити пропускну здатність компонента, компонент розміщується в середині двох каналів, щоб промінь проходить крізь зразок, коли необхідно перевірити відбивну здатність компонента, компонент розміщують з однієї сторони двох каналів, щоб промінь відбивався від зразка. Як приклад, принцип роботи спектрофотометра для вимірювання пропускання зразка показаний на наступному малюнку:
На малюнку вище лівий кінець – це канал генерації променя, який використовує джерело світла широкого спектру для випромінювання світла, а потім через розщеплення решітки та виділення щілини виводить певну довжину хвилі світла, промінь проходить через коліматор 1 стає колімованим променем, а потім проходить через поляризатор, який може обертати кут, стає поляризованим світлом, і поляризоване світло ділиться на 2 пучки спектроскопом після того, як коліматор 2 збирає. Промінь світла відбивається в еталонний детектор, де зібраний промінь світла використовується як еталон для корекції дрейфу енергії через коливання джерела світла, а інший промінь світла проходить через зразок, змінюється коліматором 3 і коліматором 4, і входить у детектор у крайньому правому кінці тесту. Під час фактичного випробування два значення енергії отримують шляхом введення та виймання досліджуваного зразка, а коефіцієнт пропускання зразка можна отримати шляхом порівняння енергії.
Принцип роботи еліпсометра подібний до принципу спектрофотометра, наведеного вище, за винятком того, що пластина, що обертається на 1/4 хвилі, додається як компенсаційний елемент у каналі відправлення променя та каналі прийому, а також поляризатор додається в каналі прийому. , щоб поляризаційні характеристики зразка можна було аналізувати більш гнучко. У деяких випадках еліпсометр також безпосередньо використовує джерело світла широкого спектру та використовує щілинний та роздільний спектрометр на приймальному кінці в поєднанні з лінійним детектором для досягнення перевірки ефективності компонента.
3. Перевірка пропускання
У тесті на пропускання, щоб уникнути відбиття детектора, що приймає світловий промінь, інтегруюча сфера часто використовується як приймач, принцип показаний таким чином:
Як видно з наведеного вище малюнка, інтегруюча сфера є порожнинною сферою, покритою білим дифузним відбиваючим матеріалом на внутрішній стінці, а на стінці кулі є віконний отвір, який використовується як світловий отвір падаючого світла. і приймальний отвір світлового детектора. Таким чином, світло, що потрапляє в інтегруючу сферу, кілька разів відбивається через покриття внутрішньої стінки, утворюючи рівномірне освітлення на внутрішній стінці, і приймається детектором.
Як приклад, структура пристрою, який використовується для перевірки пропускання оптичної пластини, показана нижче
На малюнку вище досліджуваний зразок розміщений на регулювальному столі, який можна зміщувати в напрямках x і y. Коефіцієнт пропускання зразка можна перевірити в будь-якому положенні за допомогою комп’ютерного керування регулювальним столом. Розподіл коефіцієнта пропускання всього плоского скла також можна отримати за допомогою тесту сканування, а роздільна здатність тесту залежить від розміру плями променя.
4. Тест на відбивну здатність
Зазвичай існує два способи вимірювання відбивної здатності оптичної плівки: один — відносне, а інший — абсолютне. Відносний метод вимірювання вимагає відбивача з відомим коефіцієнтом відбивання, який використовується як еталон для порівняльного тестування. На практиці відбивну здатність еталонного дзеркала необхідно регулярно калібрувати в залежності від старіння або забруднення шару плівки. Тому цей метод має потенційні похибки вимірювання. Метод абсолютного вимірювання відбивної здатності вимагає калібрування відбивної здатності випробувального пристрою без розміщення зразка. На малюнку нижче наведено структуру класичного пристрою VW для досягнення абсолютного вимірювання відбивної здатності зразка:
Ліворуч на малюнку вище показано V-подібну структуру, що складається з трьох дзеркал, M1, M2 і M3. Спочатку значення інтенсивності світла в цьому режимі перевіряється та записується як P1. Потім на правому малюнку поміщають досліджуваний зразок, і дзеркало M2 повертають у верхнє положення, щоб утворити W-подібну структуру. Можна отримати абсолютну відбивну здатність виміряного зразка. Цей пристрій також можна вдосконалити, наприклад, досліджуваний зразок також оснащений незалежним обертовим столом, так що досліджуваний зразок можна обертати на будь-який кут, повертаючи дзеркало M2 у відповідне положення відображення, щоб досягти вихідний промінь, щоб можна було перевірити відбивну здатність зразка під різними кутами.
Як приклад, структура пристрою, який використовується для перевірки відбивної здатності оптичної пластини, показана нижче:
На малюнку вище досліджуваний зразок розміщений на столі регулювання трансляції x/y, і відбивну здатність зразка можна перевірити в будь-якому положенні за допомогою комп’ютерного керування столом налаштування. За допомогою тесту сканування також можна отримати карту розподілу відбивної здатності всього плоского скла.
Контакти:
Email:jasmine@pliroptics.com ;
Телефон/Whatsapp/Wechat: 86 19013265659
веб-сайт: www.pliroptics.com
Додати: Будинок 1, № 1558, розвідувальна дорога, Цінбайцзян, Ченду, Сичуань, Китай
Час публікації: 23 квітня 2024 р
