1 Thông số hiệu suất sau khi phủ
Ở bài trước chúng tôi đã giới thiệu chức năng, nguyên lý, phần mềm thiết kế và các kỹ thuật phủ phổ biến của màng mỏng quang học.Trong bài viết này, chúng tôi giới thiệu việc thử nghiệm các thông số sau phủ.Các thông số hiệu suất của bề mặt linh kiện sau khi phủ bao gồm Độ truyền qua (Transmittance), Độ phản xạ (R), Độ hấp thụ (A), v.v. Ngoài ra còn độ hấp thụ (Transmittance), v.v.Đặc tính tán xạ S (Scatter) của bề mặt màng cũng cần được kiểm tra và phân tích.
Độ truyền qua T là tỷ số giữa năng lượng cường độ ánh sáng truyền qua màng và năng lượng ánh sáng tới.Hệ số phản xạ R là tỷ lệ giữa năng lượng cường độ được phản xạ bởi bề mặt lớp phủ và năng lượng tới.Độ hấp thụ A là tỷ lệ giữa năng lượng ánh sáng được hấp thụ bởi lớp màng với năng lượng ánh sáng tới.Đối với ba tham số này, tồn tại các mối quan hệ sau:
T + R + A = 1
Nghĩa là tổng độ truyền qua, độ phản xạ và độ hấp thụ của lớp màng là hằng số 1. Điều này có nghĩa là sau khi chùm ánh sáng đi qua màng, một phần của nó được truyền qua, một phần của nó bị phản xạ đi và phần còn lại được màng hấp thụ.
Trênthành phần quang họcbản vẽ, độ truyền qua hoặc độ phản xạ của bề mặt màng thường được yêu cầu, đồng thời cần phải xác định rõ phạm vi quang phổ và Góc tới trong trạng thái ứng dụng.Nếu cũng cần phải phân cực thì phạm vi trạng thái phân cực cần phải được xác định rõ ràng.Ví dụ: yêu cầu về lớp phủ trong hình bên dưới là ở bước sóng 770nm, độ phản xạ cần không dưới 88% ở góc tới 45 độ và ở bước sóng 550nm, độ truyền qua cần không dưới 70% ở góc tới 45 độ.
Ngoài các tính chất quang học trên, các tính chất cơ học và hóa học của lớp màng quang học cũng cần được xem xét, bao gồm khả năng chống mài mòn, độ cứng, độ hòa tan của lớp màng.Ngoài ra, chất lượng của bề mặt quang học sau khi phủ cũng cần được xem xét, bao gồm các yêu cầu về rỗ, trầy xước, bụi bẩn, vết ố, v.v.
2 Nguyên lý của máy quang phổ
Trong bài báo này, chúng tôi tập trung nghiên cứu tính chất quang của các phương pháp thử màng để giới thiệu trong thực tế máy quang phổ kế (Spectrophotometer) và Ellipsometer (Ellipsometer) chính để kiểm tra các thông số màng, máy quang phổ có thể kiểm tra các đặc tính truyền qua, độ phản xạ và độ hấp thụ của quang học. các sản phẩm.Máy đo elip có thể đo độ dày và đặc tính phân cực của lớp màng và nguyên lý của cả hai đều tương tự nhau.
Cấu trúc của một thiết bị như vậy có thể được chia thành hai phần là kênh tạo chùm và kênh thu chùm, khi cần kiểm tra độ truyền qua của thành phần, thành phần đó được đặt ở giữa hai kênh, sao cho chùm tia đi qua mẫu, khi cần kiểm tra độ phản xạ của thành phần, thành phần đó được đặt ở cùng một phía của hai kênh để chùm tia bị phản xạ bởi mẫu.Ví dụ, nguyên lý của máy đo quang phổ để đo độ truyền qua của mẫu được thể hiện trong hình sau:
Trong hình trên, đầu bên trái là kênh tạo chùm tia, sử dụng nguồn sáng phổ rộng để phát ra ánh sáng, sau đó thông qua việc tách cách tử và chọn khe, phát ra một bước sóng ánh sáng cụ thể, chùm tia đi qua ống chuẩn trực 1 trở thành chùm tia chuẩn trực, sau đó đi qua bộ phân cực có thể xoay Góc, trở thành ánh sáng phân cực và ánh sáng phân cực được máy quang phổ chia thành 2 chùm sau khi ống chuẩn trực 2 được tập hợp.Một chùm ánh sáng được phản xạ vào máy dò tham chiếu, trong đó chùm ánh sáng thu được được sử dụng làm tham chiếu để hiệu chỉnh sự trôi năng lượng do sự dao động của nguồn sáng và một chùm ánh sáng khác đi qua mẫu, được định hình lại bởi ống chuẩn trực 3 và ống chuẩn trực 4, và đi vào máy dò ở đầu ngoài cùng bên phải của phép thử.Trong thử nghiệm thực tế, hai giá trị năng lượng thu được bằng cách đưa vào và lấy ra mẫu đã thử và độ truyền qua của mẫu có thể thu được bằng cách so sánh năng lượng.
Nguyên lý của máy đo elip tương tự như nguyên lý của máy quang phổ ở trên, ngoại trừ việc thêm một tấm sóng quay 1/4 làm bộ phận bù trong kênh gửi chùm tia và kênh thu, đồng thời một bộ phân cực cũng được thêm vào trong kênh thu. , để có thể phân tích các đặc tính phân cực của mẫu một cách linh hoạt hơn.Trong một số trường hợp, máy đo elip cũng sẽ trực tiếp sử dụng nguồn sáng phổ rộng và sử dụng máy đo quang phổ khe và bộ tách ở đầu nhận, kết hợp với máy dò mảng tuyến tính, để đạt được thử nghiệm hiệu suất của thành phần.
3. Kiểm tra độ truyền qua
Trong thử nghiệm độ truyền qua, để tránh sự phản xạ của máy dò nhận chùm sáng, quả cầu tích phân thường được sử dụng làm máy thu, nguyên lý được thể hiện như sau:
Như có thể thấy từ hình trên, quả cầu tích hợp là một quả cầu khoang được phủ một lớp vật liệu phủ phản xạ khuếch tán màu trắng trên bức tường bên trong và có một lỗ cửa sổ trên bức tường bóng, được dùng làm lỗ ánh sáng của ánh sáng tới và lỗ tiếp nhận của máy dò ánh sáng.Bằng cách này, ánh sáng đi vào quả cầu tích hợp được phản xạ nhiều lần qua lớp phủ thành bên trong, tạo thành độ sáng đồng đều trên thành bên trong và được máy dò nhận được.
Ví dụ, cấu trúc của một thiết bị dùng để kiểm tra độ truyền qua của tấm quang được trình bày bên dưới
Trong hình trên, mẫu thử nghiệm được đặt trên bàn điều chỉnh có thể dịch chuyển theo hướng x và y.Độ truyền qua của mẫu có thể được kiểm tra ở bất kỳ vị trí nào bằng cách điều khiển máy tính trên bảng điều chỉnh.Sự phân bố độ truyền qua của toàn bộ kính phẳng cũng có thể thu được bằng thử nghiệm quét và độ phân giải của thử nghiệm phụ thuộc vào kích thước điểm của chùm tia.
4. Kiểm tra độ phản xạ
Để đo độ phản xạ của màng quang học, thường có hai cách, một là đo tương đối và hai là đo tuyệt đối.Phương pháp đo tương đối yêu cầu một gương phản xạ có độ phản xạ đã biết được sử dụng làm tham chiếu cho thử nghiệm so sánh.Trong thực tế, độ phản xạ của gương tham chiếu cần được hiệu chỉnh thường xuyên khi lớp phim bị lão hóa hoặc bị nhiễm bẩn.Vì vậy, phương pháp này có khả năng xảy ra lỗi đo lường.Phương pháp đo độ phản xạ tuyệt đối yêu cầu hiệu chuẩn độ phản xạ của thiết bị thử mà không cần đặt mẫu.Trong hình bên dưới, cấu trúc của thiết bị VW cổ điển được đưa ra để đạt được phép đo tuyệt đối độ phản xạ của mẫu:
Hình bên trái trong hình trên cho thấy một cấu trúc hình chữ V gồm ba gương M1, M2 và M3.Đầu tiên, giá trị cường độ ánh sáng ở chế độ này được kiểm tra và ghi lại là P1.Sau đó, trong hình bên phải, mẫu cần thử được đưa vào và gương M2 được xoay lên vị trí trên cùng để tạo thành cấu trúc hình chữ W.Có thể thu được độ phản xạ tuyệt đối của mẫu đo.Thiết bị này cũng có thể được cải tiến, ví dụ, mẫu được thử cũng được trang bị một bàn xoay độc lập, để mẫu được thử có thể xoay theo bất kỳ Góc nào, bằng cách xoay gương M2 đến vị trí phản chiếu tương ứng, để đạt được đầu ra chùm tia, để có thể kiểm tra độ phản xạ của mẫu ở nhiều góc độ.
Ví dụ, cấu trúc của một thiết bị dùng để kiểm tra độ phản xạ của tấm quang được trình bày dưới đây:
Trong hình trên, mẫu đã kiểm tra được đặt trên bàn điều chỉnh dịch chuyển x/y và độ phản xạ của mẫu có thể được kiểm tra ở bất kỳ vị trí nào thông qua điều khiển máy tính của bảng điều chỉnh.Thông qua thử nghiệm quét, cũng có thể thu được bản đồ phân bố phản xạ của toàn bộ kính phẳng.
Liên hệ:
Email:jasmine@pliroptics.com ;
Điện thoại/Whatsapp/Wechat: 86 19013265659
web: www.pliroptics.com
Địa chỉ:Tòa nhà 1, số 1558, đường tình báo, thanh bạch giang, thành đô, tứ xuyên, Trung Quốc
Thời gian đăng: 23-04-2024
