15光学薄膜透、反射率的常用测量方法

光学薄膜的检测光学薄膜透、反射率的常用测量方法薄膜透射率和反射率的测量薄膜透射率与反射率主若是采用光谱测试分析仪进行测试；透射率和反射率是光学薄膜器件的最基本的光学特征，所以薄膜反射率和透射率测试是光学薄膜的基本测试技术；依照波段不同区分为：紫外－可见光分光光度计、红外分光光度计；按测试原理不同区分为：单色仪分光光度计和干涉型光谱测试系统；光谱仪：单色仪型分光光度计原理单色仪

光源照明光学系统

样品池单色仪传感器处理系统光源：稳压电源、可见(钨丝灯或卤钨灯)、紫外(氙灯)、红外(卤钨灯);照明系统：光束整形与汇聚；单色仪：由色散原件、狭缝机构以及色散原件的扫描驱动；光栅和棱镜光电传感系统：由光电探测器和办理电路构成；可见光电接收器：光电三极管、光电倍增管、CCD红外光电接收器：硫化铅光敏电阻、红外半导体传感器或热电偶原理第一不放样品，测出100％透射的光谱信号；放入样品测试光谱信号；两个信号进行比较获取透射率；特点需要2次测量，测量速度慢；对光源的稳固性以及系统的稳固性要求极高；单色仪型分光光度计有单光路与双光路两类双光路测试参照光和主光束：分别被探测器接收；透射率：两信号相除；测试前要进行系统光谱校订；样品池参比池单色光探测器干涉型光谱分析系统红外：2.5～25um；应用迈克尔逊干涉仪对不同波长的光信号进行频率调制，在频率域内记录干涉强度随光程改变的完好干涉图信号，并对此干涉信号进行傅立叶逆变换，获取被测光光谱；特点：信噪比高，重复性好，分辨率高，扫描速度快光谱仪测试一般步骤一般光谱仪开机后要进行初始化；进行样品测试参数设定；搁置样品，进行测试；测试中的注意问题测量样品口径的影响：当样品小于光斑尺寸(1cm2)，采用光阑限制；测试样品的厚度：对于较厚的样品在参照光路中也要放入等厚样品测试样品楔形角影响：光束尽量准直＋适用大口径的积分球探测；测试样品后表面：依据空白基板的双面透射率，从样品双面透射率数值中求出前表面的透射率数值；光芒的偏振效应：样品垂直搁置＋偏振测试装置；仪器的光谱分辨率：选择适合的分辨率，滤光片要求分辨率高；空气中某些成分的汲取带影响：二氧化碳汲取，方法是样品室充氮；光谱分析测试系统-透射率的测量偏振测量原理任意角入射，形成偏振光测试；晶体偏光棱镜：产生偏振光；偏光棱镜＋样品台=入射角可变的多角度透射与反射测试系统；

光源单色仪样品台光电探测器偏光镜光源为部分偏振光时，薄膜偏振特征的测量偏振棱镜的测试方法图（a）搁置：图（b）搁置：对自然光透射率分光棱镜的透射率为两种搁置状况下所得透射率的均匀值。进一步求得各自的值解上述方程组得：取两只特性一样棱镜按上图所示放置方位互成90度第三次测量透射率

，光谱分析仪器比较性能Lamda900PECary5000岛津UV365Hitachi4100光谱175～3330175～3330190～2500185～3330分辨率0.08nm0.1nm0.1nm0.1nm透射精度0.000080.00030.0010.0003反射测试可以可以可以偏振测试可以可以可以光谱分析测试系统-反射率的测量反射率的测量不如透射率测量普及；透明带内：R=1-T；汲取带内：R=1-T-A；对于汲取膜系或是对消耗敏感的激光高反射膜来说，反射测量不可少；光谱分析测试系统-反射率的困难不简单找到在很宽波段范围内拥有100％反射率性能长远稳固的参仍旧品；在反射率测量中，因为反射光路的变换敏捷，对有样品和无样品时，光斑在光电探测器光敏面上的地点常常改动，这以致偏差明显增加；各种薄膜器件对反射率测量的测量范围和精度多有不同的要求。减反射膜要求反射率的精度低于0.1％，而激光高反射膜要求反射率在高于99％的范围内能够有优于0.01％的测量精度；光谱分析测试系统-单次反射法测量反射率此反射测试系统为小角度的斜入射系统。光谱分析测试系统-多次反射法测量反射率单次反射时参仍旧品反射率影响测试精度；V-W型测试：参仍旧品先放于地点a处，测试信号I1；测试样品放于b处，测试信号I2，则R=(I1I2)1/2样品的反射率为：利用激光谐振腔测试激光高反射镜的反射率激光器的谐振腔由一块全反射镜和一块半反半透的镜(输出镜）构成；当输出镜选定，全反镜反射率改变0.1％，出射激光的强度改变10％，所以能够经过出射激光强度的变化来测定反射镜的反射率；分光光度计中影响测量的因素：测量样品的口径对测量结果的影响，假如受样品形状和尺寸的影响，一部分测量光没有经过样品，需要选择适合的小孔光阑。大气汲取对测量结果的影响，二氧化碳汲取带水蒸气的汲取带回对测量结果带来较大影响。样品楔角对测量结果的影响，锲形的测试样品会影响测量精度。测试样品厚度对测试结果的影响，较厚的高折射率基片会使光束在接受器光敏面的汇聚状况发生变化，从而惹起测量偏差。测试样品后表面的影响，测试透过率时不可防止会引入后表面的影响，需要经过计算除去此种影响。分光光度计中影响测量的因素：光源、单色部分狭缝的宽度、探测器的精度以及光学系统的稳固性都会影响测量结果。光芒倾斜入射时，需要除去入射光偏移带来的测量偏差和偏振态问题带来的测量问题。860nm时，扫描光芒会出现突跳现象，这是因为光斑地点的变化和偏振效应造成的。特别规光谱特征的测量，需要自己设计测量附件进行测量。

详细测量中的一些问题入射光地点偏移带来测量的问题假如测自然光的倾斜入射透过率，因为入射光偏振态的问题带来测量问题突跳现象

入射光地点偏移带来测量的问题

加光路赔偿镜入射光地点偏移带来测量的问题探测器用积分球

测自然光的倾斜入射透过率，因为入射光偏振态的问题带来测量问题

加消偏器加起偏器T=(Tp+Ts)/2没有消偏器和起偏器时将入射面旋转90度测量二次T=(T1+T2)/2

突跳现象

突跳现象产生的原因这