CN110793937B - 一种膜层类型测定方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种膜层类型测定方法。该测定方法包括：分别获取至少一个预定波长的光在膜层中的折射率，其中，膜层的类型为非晶态膜层或者为晶态膜层，至少一个预定波长是根据预定条件确定的，预定条件为：同一波长在非晶态膜层中的折射率与在晶态膜层中的折射率之间的差值能够用于区分膜层的类型；根据预定参数确定膜层的类型，其中，预定参数包括：至少一个预定波长的光在膜层中的折射率。采用折射率之间的差值能够用于区分膜层的类型对应的波长作为预定波长，获取该预定波长后，检测至少一个预定波长下的膜层的折射率，根据折射率的大小或折射率差值的大小即可确定膜层为晶态膜或非晶态膜。因此通过常规折射率的检测即可测定膜层的类型。

Description

一种膜层类型测定方法
技术领域
本发明涉及光学膜领域，具体而言，涉及一种膜层类型测定方法。
背景技术
二氧化钛膜作为光学膜的一个常规基本结构，通常存在两个状态晶态膜和非晶态膜。晶态膜和非晶态膜存在微观结构上的区别，导致二者光学性能上的一些差异，但是，目前并没有有效手段能够快速区分出晶态膜和非晶态膜，导致最终形成的光学膜的光学性能变化不能被及时发现。而一旦膜层制作完成，将无法进行调整，导致光学膜制作风险增加。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种膜层类型测定方法，以解决现有技术中无法有效测定膜层类型的问题。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种膜层类型测定方法，包括：分别获取至少一个预定波长的光在膜层中的折射率，其中，膜层的类型为非晶态膜层或者为晶态膜层，至少一个预定波长是根据预定条件确定的，预定条件为：同一波长在非晶态膜层中的折射率与在晶态膜层中的折射率之间的差值能够用于区分膜层的类型；根据预定参数确定膜层的类型，其中，预定参数包括：至少一个预定波长的光在膜层中的折射率。
进一步地，在分别获取至少一个预定波长的光在膜层中的折射率之前，方法还包括：根据第一关系和第二关系确定符合预定条件的至少一个预定波长，其中，第一关系为非晶态膜层中的波长与折射率之间的关系，第二关系为晶态膜层中的波长与折射率之间的关系。
进一步地，根据至少一个预定波长对应的折射率确定膜层的类型包括以下至少之一：根据一个波长对应的折射率确定膜层的类型；根据两个波长分别对应的折射率确定膜层的类型。
进一步地，上述至少一个预定波长为300nm至350nm之间任意至少之一的波长。
进一步地，在根据一个波长对应的折射率确定膜层的类型的情况下，一个波长为300nm；和/或，在根据两个波长对应的折射率确定膜层的类型的情况下，两个波长中的一个为300nm，另一个为350nm。
进一步地，分别获取至少一个预定波长的光在膜层中的折射率包括：根据波长与透过率的对应关系数据得到波长与透过率的函数图，其中，波长与透过率的对应关系数据是通过预先测试得到的；在函数图中生成包络线，其中，包络线表示折射率与透过率的关系；通过包络线获取至少一个预定波长的光在膜层中的折射率。
进一步地，在函数图中生成包络线包括：预先绘制能够第一包络线，其中，函数图中存在超出第一包络线的离散点；根据离散点的在不同波长的分布，将波长分为至少两个区间；根据至少两个区间的曲线斜率修正第一包络线得到包络线，其中，包络线涵盖部分或者全部离散点。
进一步地，上述预定参数还包括预定波长的矢量折射率。
进一步地，上述膜层为二氧化钛膜层。
应用本发明的技术方案，采用折射率之间的差值能够用于区分膜层的类型对应的波长作为预定波长，获取该预定波长后，检测至少一个预定波长下的膜层的折射率，根据折射率的大小或折射率差值的大小即可确定膜层为晶态膜或非晶态膜，比如差值较大，则可确定为晶态膜，如果差值较小则可确定为非晶态膜。因此通过常规折射率的检测即可测定膜层的类型。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了根据本发明的厚度为600nm的晶态二氧化钛膜层和非晶态二氧化钛膜层的折射率随波长变化的趋势图；
图2示出了光波在垂直穿过具有柱状晶格排布的材料时的矢量传播示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
本申请在对晶态膜和非晶态膜的微观结构、物理参数以及光学性能参数进行研究，以二氧化钛膜层为例，发现在图1所示的B区波段600nm～900nm，晶态膜和非晶态膜的折射率均较为平稳，且与晶态膜相比非晶态膜具有比较高的折射率，因此非晶态膜层，在平均折射率提高方面具有优势。而波长在A区波段300nm～600nm范围，镀膜层在两种晶态时，折射率的差异急剧变大，特别是在300nm～360nm区间。
基于此，为了快速准确确定膜层类型，本申请提供了一种膜层类型测定方法，包括：分别获取至少一个预定波长的光在膜层中的折射率，其中，膜层的类型为非晶态膜层或者为晶态膜层，至少一个预定波长是根据预定条件确定的，预定条件为：同一波长在非晶态膜层中的折射率与在晶态膜层中的折射率之间的差值能够用于区分膜层的类型；根据预定参数确定膜层的类型，其中，预定参数包括：至少一个预定波长的光在膜层中的折射率。
采用折射率之间的差值能够用于区分膜层的类型对应的波长作为预定波长，获取该预定波长后，检测至少一个预定波长下的膜层的折射率，根据折射率的大小或折射率差值的大小即可确定膜层为晶态膜或非晶态膜，比如差值较大，则可确定为晶态膜，如果差值较小则可确定为非晶态膜，这里的差值较大和差值较小是根据不同物质的膜层有所变化，但是无论何种膜层晶态膜和非晶态膜之间的具有一个用于明确区分的差值，本领域技术人员可以根据已有知识来获取，在此不再一一列举。因此通过常规折射率的检测即可测定膜层的类型。
基于上述发现，本申请在应用至不同物质组成的膜层中时，为了取得更为准确的测定结构，优选在分别获取至少一个预定波长的光在膜层中的折射率之前，上述方法还包括：根据第一关系和第二关系确定符合预定条件的至少一个预定波长，其中，第一关系为非晶态膜层中的波长与折射率之间的关系，第二关系为晶态膜层中的波长与折射率之间的关系。利用上述波长与折射率之间的关系绘制类似图1中的曲线，然后在此曲线基础上即可确定符合预定条件的至少一个预定波长，然后结合实际的测定预定波长下的折射率结果可直观地判断膜层的类型。
如前所述，确定膜层类型的方式可以根据折射率或折射率差值来实现，因此上述根据至少一个预定波长对应的折射率确定膜层的类型包括以下至少之一：根据一个波长对应的折射率确定膜层的类型；根据两个波长分别对应的折射率确定膜层的类型。其中后者不仅能够得到确定的折射率，又可以得到差值，因此其测定结果更为可靠。
在本申请一种优选的实施例中，优选上述至少一个预定波长为300nm至350nm之间任意至少之一的波长。结合图1示出的结果，可以看出上述区间的波长作为预定波长其测定效果更为可靠。
进一步优选，在根据一个波长对应的折射率确定膜层的类型的情况下，一个波长为300nm；和/或，在根据两个波长对应的折射率确定膜层的类型的情况下，两个波长中的一个为300nm，另一个为350nm。
由于仪器精度的限制，有可能会出现460nm波长以下的折射率测试不准确的问题，为了获得准确的折射率，优选分别获取至少一个预定波长的光在膜层中的折射率包括：根据波长与透过率的对应关系数据得到波长与透过率的函数图，其中，波长与透过率的对应关系数据是通过预先测试得到的；在函数图中生成包络线，其中，包络线表示折射率与透过率的关系；通过包络线获取至少一个预定波长的光在膜层中的折射率。通过上述包络线的设置，确定了相对稳定且准确的折射率，排除了偶然值的影响，进而提高了依据上述折射率确定的预定波长的准确性。
进一步地，优选在函数图中生成包络线包括：预先绘制能够第一包络线，其中，函数图中存在超出第一包络线的离散点；根据离散点的在不同波长的分布，将波长分为至少两个区间；根据至少两个区间的曲线斜率修正第一包络线得到包络线，其中，包络线涵盖部分或者全部离散点。通过上述方式所得到的包络线准确度更高。
在本申请另一种优选的实施例中，上述预定参数还包括预定波长的矢量折射率。本申请发现，初始波长为λ0的光波在垂直穿过具有柱状晶格排布的材料时，一定会有两个方向的矢量传播，即X方向和Y方向，可参考图2，形成矢量折射率
Figure BDA0001754280720000041
其中nx是指x方向的折射率，ny是指y方向的折射率。光在经过散射或者折射后会有能量的损失。这将直接导致光的振幅降低，通过的光变少。在晶态膜层中，由于光的损失，在300nm位置时会出现
Figure BDA0001754280720000042
的状况，即计算得到的矢量折射率大于实际的矢量折射率。而在非晶态结构中，非常接近
Figure BDA0001754280720000043
的结果，即计算得到的矢量折射率基本等于实际的矢量折射率，并且它是一个恒量，因此，通过上述矢量折射率与n的差值大小确定晶态膜和非晶态膜的类型。
仍以二氧化钛膜层为例，采用折射率之间的差值能够用于区分膜层的类型对应的波长作为预定波长，获取该预定波长比如300至350nm后，检测该预定波长的光在相应膜层中X方向和Y方向的折射率nx和ny以及实际的矢量折射率n作为预定参数，根据利用nx和ny计算得到的矢量折射率大小、以及计算得到的矢量折射率与实际检测得到的矢量折射率之间的差异即可确定膜层为晶态膜或非晶态膜。
理论上分析，上述膜层类型测定方法适用于多种组成的膜层类型的测定，尤其是二氧化钛膜层的类型判断。
从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：
采用折射率之间的差值能够用于区分膜层的类型对应的波长作为预定波长，获取该预定波长后，检测至少一个预定波长下的膜层的折射率，根据折射率的大小或折射率差值的大小即可确定膜层为晶态膜或非晶态膜，比如差值较大，则可确定为晶态膜，如果差值较小则可确定为非晶态膜。因此通过常规折射率的检测即可测定膜层的类型。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种膜层类型测定方法，其特征在于，包括：
分别获取至少一个预定波长的光在所述膜层中的折射率，其中，所述膜层的类型为非晶态膜层或者为晶态膜层，所述至少一个所述预定波长是根据预定条件确定的，所述预定条件为：同一波长在所述非晶态膜层中的折射率与在所述晶态膜层中的折射率之间的差值能够用于区分所述膜层的类型；
根据预定参数确定所述膜层的类型，其中，所述预定参数包括：所述至少一个预定波长的光在膜层中的折射率，
根据所述至少一个预定波长对应的折射率确定所述膜层的类型包括以下至少之一：
根据一个波长对应的折射率确定所述膜层的类型，所述一个波长为300nm；
根据两个波长分别对应的折射率确定所述膜层的类型，所述两个波长中的一个为300nm，另一个为350nm，所述膜层为二氧化钛膜层。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，分别获取所述至少一个预定波长的光在所述膜层中的折射率包括：
根据波长与透过率的对应关系数据得到波长与透过率的函数图，其中，所述波长与透过率的对应关系数据是通过预先测试得到的；
在所述函数图中生成包络线，其中，所述包络线表示折射率与透过率的关系；
通过所述包络线获取所述至少一个预定波长的光在所述膜层中的折射率。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预定参数还包括所述预定波长的矢量折射率。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预定参数还包括预定波长的矢量折射率，通过上述矢量折射率与实际折射率n的差值大小确定晶态膜和非晶态膜的类型；
其中，所述预定波长的光在所述膜层中沿x方向和y方向矢量传播，所述矢量折射率
Figure DEST_PATH_IMAGE002
，其中nx是指所述x方向的折射率，ny是指所述y方向的折射率。
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