CN103217274B - 检测和判定变形薄膜滤光片光特性合格区域的方法 - Google Patents
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Abstract
检测和判定变形薄膜滤光片光特性合格区域的方法，涉及到薄膜滤光片光学特性检测技术领域。解决变形薄膜滤光片光特性合格区域难度大的技术问题，步骤：A、单独测试出未镀膜光学玻璃基板的透过率曲线，作为参考基线；B、未镀膜光学玻璃基板与同炉未变形镀膜样品的镀膜面相胶合，测试出该复合层样品的透过率曲线；C、将复合层样品透过率曲线与相同环境下的理论设计数据进行对比，得出偏移量；D、单独测试已镀膜未变形样品垂直入射时的透过率曲线，得出变形薄膜滤光片光特性合格区域的评价标准；E、对变形薄膜滤光片进行垂直入射打点测试，根据D步得出的评价标准，判定所述打点区域透过率曲线是否合格，从而得出变形薄膜滤光片的合格区域。
Description
技术领域
本发明涉及到薄膜滤光片光学特性检测技术领域。
背景技术
薄膜滤光片光学特性检测时，普通分光光度计在测试薄膜滤光片光的透过或反射率时，普遍是以空气（折射率为1.0）为入射、出射介质，很难直接实现不同折射率工作介质环境下的光特性均匀性测试，尤其是薄膜滤光片样品面型还兼具严重变形的情况时。
发明内容
综上所述，本发明的目的在于解决变形薄膜滤光片光特性合格区域难度大的技术问题，而提出的检测和判定光特性合格区域的方法。
为解决本发明所提出的技术问题，采用的技术方案为：检测和判定变形薄膜滤光片光特性合格区域的方法，其特征在于所述方法包括有如下步骤：
A、在空气环境下，以预设的入射角度采用紫外-可见-近红外分光光度计单独测试出与镀膜基板相同的透过率曲线的未镀膜光学玻璃基板的透过率曲线，并将该透过率曲线作为参考基线；
B、采用与理论设计环境所需折射率相近的胶水，将所述未镀膜光学玻璃基板与同炉未变形镀膜样品（基板厚度较厚，与待测变形样品同炉）的镀膜面相胶合，形成复合层结构；在空气环境下，以相同预设的入射角度采用紫外-可见-近红外分光光度计在步骤A所得参考基线的基础上测试出该复合层样品的复合层样品透过率曲线（测试光斑位于样品正中心）；
C、将B步所得复合层样品透过率曲线与相同环境下的理论设计数据进行对比，得出未变形镀膜样品透过率曲线的偏移量（具体表现为：与理论曲线相比，在指定透过率处对应波长（或工作带通对应的中心波长）的长移或短移）；
D、在空气环境下单独测试已镀膜未变形样品垂直入射时的透过率曲线（测试光斑位于样品正中心），并根据客户给定的光学特性指标以及C步中得到的偏移量得出判定变形薄膜滤光片光特性合格区域的评价标准；
E、利用紫外-可见-近红外分光光度计自身携带的均匀性测试附件，在空气环境下对变形薄膜滤光片进行垂直入射打点测试，检测得出打点区域透过率曲线；根据D步得出的评价标准，判定所述打点区域透过率曲线是否合格，从而得出变形薄膜滤光片的合格区域。
所述的紫外-可见-近红外分光光度计为cary500型紫外-可见-近红外分光光度计。
采用具有一定角度分辨精度（注：精度越高越好）的角度调节台固定待测未镀膜基板和复合层样品。
本发明的有益效果为：本发明采用模拟所需折射率工作环境，通过对比测试的方式以及所提出的判定方法，判定面型存在严重变形薄膜滤光片的光特性合格区域，不添加额外复杂光路附件的前提下，便可轻易实现任意折射率大角度入射环境下的光特性均匀性测试，特别是针对面型存在严重变形无法实现光胶胶合的样品。分光光度计在没用专用特殊测试附件和添加复杂光路的前提下，为实现任意折射率工作介质境，大角度入射条件下对变形薄膜滤光片样品光特性均匀性进行测试，节约测试设备成本投入的同时，一定程度上保证了出货样品的光特性品质。
附图说明
图1为通过胶合将未镀膜光学玻璃基板与待测变形薄膜滤光片同炉未变形镀膜样品组合成复合层样品的模型示意图。
图2为入射角度调节台的结构示意图；
图3为测试复合层样品的光路原理示意图；
图4为平均光以ζ角度入射到复合层样品时的透过率测试曲线示意图；
图5为同炉未变形镀膜样品和光斑相对位置分布示意图；
图6为分光光度计打点测试同炉未变形镀膜样品的光斑位置示意图；
图7为同炉未变形镀膜样品以空气环境垂直入射时的透过率测试曲线示意图；
图8为同炉未变形镀膜样品切向方向透过率均匀性分布曲线示意图；
图9为同炉未变形镀膜样品径线方向透过率均匀性分布曲线示意图；
图10为变形薄膜滤光片径线方向不同位置处透射带中心波长分布示意图；
图11为变形薄膜滤光片合格区域分布示意图。
具体实施方式
以下结合附图和本发明的具体实施方式对本发明的方法作进一步地说明。
检测和判定变形薄膜滤光片光特性合格区域的方法，其特征在于所述方法包括有如下步骤：
A、在空气环境下，以预设的入射角度，利用cary500型紫外-可见-近红外分光光度计单独测试出未镀膜光学玻璃基板的透过率曲线，该未镀膜光学玻璃基板与已镀膜的同炉未变形镀膜基板和变形薄膜滤光片的基板具有相同的透过率曲线；将该透过率曲线作为参考基线；未镀膜光学玻璃基板采用具有一定角度分辨精度（精度越高越好）的角度调节台进行固定。
例如：采用图2所示分辨精度为1°的入射角度调节台固定未镀膜光学玻璃基板1，对应图1所示结构中折射率为n1的未镀膜基板，通过角度调节台将其入射角度α调节到预设所需角度ζ，在空气环境下，采用cary500型的紫外-可见-近红外分光光度计单独测试此基板透过率曲线，并作为参考基线。
B、参照图1和图3中所示，采用与理论设计环境所需折射率相近的胶水，折射率为n2，将所述未镀膜基板与同炉未变形镀膜基板的镀膜面相胶合，形成复合层结构；在空气环境下，仍通过入射角度调节台固定此样品，并将其入射角度α调节到ζ度，采用cary500型的紫外-可见-近红外分光光度计测试出该复合层样品的透过率曲线，如图4所示；复合层样品的入射角度要与步骤A中的入射角度保持一致。理论光路具体如图3所示，由折射定律可得到如下关系：
sin（α）＝n1*sin（β）＝n2*sin（γ）；
C、将步骤B所得复合层样品透过率曲线与相同环境下的理论设计数据进行对比，得出未变形镀膜样品透过率曲线的偏移量（具体表现为：与理论设计数据对比，在指定透过率处对应波长（或通带中心波长）的长移或短移）；
例如：客户给定的通带中心波长为λ0±3nm，而实际测定的通带中心波长为λ1，则偏移量△=λ1-λ0，偏移量大于零说明是长移，偏移量小于零说明是短移。
D、在空气环境下单独测试已镀膜未变形样品垂直入射时的透过率曲线（测试光斑位于样品正中心），并根据客户给定的光学特性指标以及C步中得到的偏移量得出判定变形薄膜滤光片光特性合格区域的评价标准；
例如：D步中获得的透过率曲线通带中心波长为λ2，依据C步中得到的偏移量，以及C步中假设的光特性指标要求，得出评价标准如下：
在保证透过率曲线形状与D步中获得的大致相同的前提下，变形样品空气垂直入射的透过率曲线通带中心波长λ3需满足：λ3∈（λ2-△）±3nm。
E、利用紫外-可见-近红外分光光度计自身携带的均匀性测试附件，在空气环境下对变形薄膜滤光片进行垂直入射打点测试，检测得出打点区域透过率曲线；根据D步得出的评价标准，判定所述打点区域透过率曲线是否合格，从而得出变形薄膜滤光片的合格区域。
利用入射角度调节台固定好复合层样品，并将入射角度调整到ξ，此时需保证cary500型的紫外-可见-近红外分光光度计光源出射光线光斑位于测试样品的正中心，此前要先按相同固定方式固定一片折射率为n1的未镀膜光学玻璃基板并扫基线，以消除未变形镀膜样品和未镀膜基板同空气间的界面损耗。得到的透过率曲线如图4所示，此样品的透射带中心波长为913.5nm，而根据客户给定的光特性指标（具体为：光线在折射率为n2的介质环境下以ξ的入射角度照射到样品镀膜面。光特性需满足908nm±3nm高透（透射率95%以上），855nm±3nm高反（反射率95%以上）的要求。），此样品实际透过率通带中心波长偏长，偏移量为5.5nm。
取掉复合层结构中的未镀膜基板，并将镀膜基板清洁干净（擦除表面沾附的胶水），利用cary500型的紫外-可见-近红外分光光度计已配置的均匀性测试附件，测试此未变形镀膜样品空气垂直入射时的透过率曲线。根据镀膜基板膜厚均匀性的固有分布规律（图5所示弧形实线包围区域，是光学特性均匀性保持较一致的地方），测试已镀膜样品时（光斑的形状近似高14mm宽2mm的条状结构，长边沿重力方向竖直向下）沿切线方向竖直向下放置或沿径向方向竖直向下放置，即光斑长边平行于图5所示切线方向或径向方向两种情况，同时保证光斑位于样品正中心，得到的测试曲线如图7所示。其透射带中心波长为1057.5nm，得到合格区域的评价标准为：透过率曲线波形大体与图7所示曲线一致，同时保证透射带中心波长为1057.5nm－5.5nm＝1052nm±3nm。
按上述步骤对所述变形薄片镀膜样品进行打点测试，首先要确定好测试点的初始位置，并依据测试样品的大小选择合适的光斑间隔和打点数量。本文所测样品的打点光斑位置分布具体如图6所示（椭圆表示光斑），光斑间隔为5mm，两个方向分别测试7个点，得到的切向和径向透过率均匀性分布曲线分别如图8和图9所示。
判定合格区域：
在确定初始点位置时（点1）光斑没有完全覆盖到变形薄片样品表面，光特性没有参考意义，同时考虑到样品边沿的阴影区域，此位置判定为不合格。图8显示除点1和点7外透过率曲线基本重合，说明切向方向均匀性很一致，其透射带中心波长为1054nm。图9所示透过率曲线不同测试位置处出现偏移，其相应透射带中心波长分布如图10所示。根据上述判定标准得到合格区域分布具体如图11所示（虚线大椭圆包围区域）。
Claims (3)
1.检测和判定变形薄膜滤光片光特性合格区域的方法，其特征在于所述方法包括有如下步骤：
A、在空气环境下，以预设的入射角度采用紫外-可见-近红外分光光度计单独测试出与镀膜基板相同的透过率曲线的未镀膜光学玻璃基板的透过率曲线，并将该透过率曲线作为参考基线；
B、采用与理论设计环境所需折射率相近的胶水，将所述未镀膜光学玻璃基板与同炉未变形镀膜样品的镀膜面相胶合，形成复合层结构；在空气环境下，以相同的预设入射角度采用紫外-可见-近红外分光光度计在A步所得参考基线的基础上测试出该复合层样品的透过率曲线；
C、将B步中得到的复合层样品透过率曲线与相同环境下的理论设计数据进行对比，得出已镀膜样品透过率曲线的偏移量；
D、在空气环境下单独测试已镀膜未变形样品垂直入射时的透过率曲线，并根据客户给定的光学指标以及C步中得到的偏移量得出变形薄膜滤光片光特性合格区域的评价标准；
E、利用紫外-可见-近红外分光光度计自身携带的均匀性测试附件，在空气环境下对变形薄膜滤光片进行垂直入射打点测试，检测得出打点区域透过率曲线；根据D步得出的评价标准，判定所述打点区域透过率曲线是否合格，从而得出变形薄膜滤光片的合格区域。
2.根据权利要求1所述的检测和判定变形薄膜滤光片光特性合格区域的方法，其特征在于：利用胶水以及普通光学玻璃基板与未变形同炉镀膜样品组成复合层结构的方法，模拟了与理论设计近似的测试环境。
3.根据权利要求1所述的检测和判定变形薄膜滤光片光特性合格区域的方法，其特征在于：根据不同测试环境下理论和实际数据的对比，获得间接测试变形样品光特性合格区域评价标准的方法。
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