CN114235673A - 测量曝光指数的方法及曝光装置 - Google Patents
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Abstract
提供了一种测量曝光指数的方法及曝光装置。该测量曝光指数的方法包括：在一定温度条件下，获得使样品的透光率为第一透光率T1时的光线的波长λ；使样品曝光；在一定温度条件下，获得当光线的波长为λ时的样品的第二透光率T2；获得曝光指数ΔT，其满足ΔT＝T2‑T1。这样，曝光指数ΔT能够直观地表征曝光对样品的透光率的影响程度，设计人员可以据此选用合适的材料。
Description
技术领域
本申请涉及光学材料测试领域，更具体地涉及一种测量曝光指数的方法及曝光装置。
背景技术
光学玻璃是光路系统中最基本的光学材料，光学材料参数是进行光学设计的基础，只有精确掌握光学材料的可靠数据，才能根据要求完成高质量的设计工作。透光率是光学玻璃的一个重要指标，目前光学玻璃的透光率一般用着色度及内部透光率来进行表征。透光率的高低对光学系统的成像质量有举足轻重的影响，透光率越高成像质量越好，反之，透光率变差，则成像质量会变差。
随着科技进步，光学产品被广泛使用到城市监控、汽车影像、手机相机等各个领域，但光学玻璃在使用过程中需适应其所在的高温、低温、高湿、暴晒等极端自然环境。尤其是经过太阳暴晒时紫外线对光学玻璃透光率是否有一定的影响。如果透光率变好则不会影响光学产品的成像和使用，如果变差，虽然在组装前会镀增透膜，但是对用户的使用可能会造成一定的影响。为了准确模拟太阳光中的紫外线对光学玻璃的透光率的影响，对光学玻璃进行过度曝光试验，能够为光学设计人员在选材时提供可靠的数据。因此，开发一种准确测试光学玻璃过度曝光指数的方法及设备显得尤为重要。
发明内容
鉴于上述现有技术的状态而做出本申请。本申请的目的在于提供一种测量曝光指数的方法及曝光装置，其能够克服上述背景技术中说明的缺点中的至少一个缺点。
为了实现上述目的，本申请采用如下的技术方案。
本申请提供了一种如下的测量曝光指数的方法，包括：在一定温度条件下，获得使样品的透光率为第一透光率T1时的光线的波长λ；使所述样品曝光；在所述一定温度条件下，获得当所述光线的波长为λ时的所述样品的第二透光率T2；获得曝光指数ΔT，其满足ΔT＝T2-T1。
在一种可选的技术方案中，所述第一透光率T1不小于80％。
在另一种可选的技术方案中，所述曝光为过度曝光。
在另一种可选的技术方案中，所述曝光的时长L满足3h≤L，所述曝光的温度C满足95℃≤C≤105℃。
在另一种可选的技术方案中，所述曝光包括使用紫外线照射所述样品。
在另一种可选的技术方案中，使用分光光度计测量所述第一透光率T1和所述第二透光率T2，所述一定温度为25℃。
在另一种可选的技术方案中，所述样品为光学玻璃，所述样品为长方体，所述样品的大小满足(30±0.1)mm×(12.5±0.1)mm×(10±0.1)mm，所述样品的两个通光面的大小满足(30±0.1)mm×(12.5±0.1)mm，所述两个通光面的平行度小于0.03mm。
本申请还提供了一种用于前述的测量曝光指数的方法的曝光装置，包括：紫外光源，其能够照射并加热所述样品；以及承载组件，其包括放置盘和驱动器，所述放置盘能够承载所述样品，所述驱动器与所述放置盘连接，使得所述驱动器能够驱动所述放置盘围绕所述紫外光源转动。
在一种可选的技术方案中，所述紫外光源为高压汞灯，所述高压汞灯的功率为100W，所述驱动器包括电机，所述放置盘与所述电机的转轴连接，所述电机的转速为2r/min。
在另一种可选的技术方案中，所述放置盘具有环槽结构，所述样品能够置于所述放置盘的槽内，所述放置盘套装于所述紫外光源，使得所述紫外光源位于所述放置盘的径向内侧。
在另一种可选的技术方案中，还包括温控组件，其包括风扇和温度传感器，所述风扇能够冷却所述样品，所述温度传感器设置于所述紫外光源与所述样品之间。
在另一种可选的技术方案中，所述温控组件还包括升温保护罩和降温保护罩，所述紫外光源和所述放置盘位于所述升温保护罩内部，所述升温保护罩位于所述降温保护罩内部，所述升温保护罩与所述降温保护罩之间形成间隙，所述风扇输送的气流能够进入所述间隙。
在另一种可选的技术方案中，所述升温保护罩设置有散热孔，所述散热孔连通所述升温保护罩的内部和外部，所述降温保护罩的边缘部设置有缺口，所述风扇对准所述缺口。
采用上述技术方案，曝光指数ΔT能够直观地表征曝光对样品的透光率的影响程度，设计人员可以据此选用合适的材料。此外，样品在围绕紫外光源转动的过程中能够均匀地受到紫外线的照射，提升了曝光装置的曝光效果。
附图说明
图1示出了根据本申请的一实施例的曝光装置的示意图。
图2示出了根据本申请的一实施例的升温保护罩的示意图。
图3示出了根据本申请的一实施例的降温保护罩的示意图。
附图标记说明
1壳体；11温控器；12电源开关；13光源开关；14电机开关；
2高压汞灯；
3承载组件；31放置盘；
4温控组件；41风扇；42温度传感器；43升温保护罩；431手柄；43a散热孔；44降温保护罩；44a缺口。
具体实施方式
下面参照附图描述本申请的示例性实施例。应当理解，这些具体的说明仅用于示教本领域技术人员如何实施本申请，而不用于穷举本申请的所有可行的方式，也不用于限制本申请的范围。
在本申请中，“曝光”是指在一定的温度下使用预定波长的光线照射样品一定时长，使样品的透光率发生不可逆的变化。“过度曝光”是指使样品曝光时，样品的透光率不再随曝光时长的延长而变化。“通光面”是指当光线照射样品时，光线所通过的样品的表面。
本申请提供了一种测量曝光指数的方法。概括来说，该方法可以包括：
在一定温度条件下，获得使样品的透光率为第一透光率T1时的光线的波长λ；
使样品曝光；
在该一定温度条件下，获得当光线的波长为λ时的样品的第二透光率T2；
获得曝光指数ΔT，其满足ΔT＝T2-T1。
这样，曝光指数ΔT能够直观地表征曝光对样品的透光率的影响程度，设计人员可以据此选用合适的材料。
为了便于比较不同种类的样品，可以在相同的曝光条件下获得不同样品的曝光指数。具体地，可以使不同的样品在相同的曝光条件下过度曝光。例如，曝光的温度C可以为100℃。为确保样品能够过度曝光，可以使样品曝光足够的时长。为了获得合适的曝光时长L，可以使用目标样品进行实验。例如，参照表1，可以使用不同波长的光线在100℃下照射目标样品进行曝光实验。从表1可以看出，当曝光时长L达到3小时后，该目标样品的透光率均不再发生变化。此时，可以认为目标样品已过度曝光，所测得曝光指数ΔT为过度曝光指数。实际操作时，可以使曝光时长L具有一定的余量。例如，可以使曝光时长L为4小时。经验表明，在曝光时长L为4小时的情况下，能够使绝大多数种类的样品过度曝光，本领域技术人员可以省略实验步骤直接获得目标样品的过度曝光指数。
表1
除了可以使不同种类的样品处于相同的曝光条件外，还可以使第一透光率T1为定值。例如，第一透光率T1可以为80％。此外，不同种类的样品可以具有相同的大小。例如，样品的大小可以为(30±0.1)mm×(12.5±0.1)mm×(10±0.1)mm的长方体。其中，可以选择大小为(30±0.1)mm×(12.5±0.1)mm的两个表明作为样品的两个通光面。两个通光面的平行度可以小于0.03mm。
可以使用分光光度计测量样品的第一透光率T1和第二透光率T2。具体地，分光光度计的光源可以包括紫外线光源和可见光光源。分光光度计的精度可以为±0.3％。测量前，可以使环境温度为25℃并且使样品静置足够长的时长。
样品可以为光学玻璃。当然，样品可以为本领域技术人员所熟知的任何可能的光学材料，例如石英玻璃或蓝宝石等。
以上说明了本申请的测量曝光指数的方法，本申请还提供了一种用于实现该方法的曝光装置，其能够使样品曝光。
图1至图3示出了根据本申请的一实施例的曝光装置，其用于模拟太阳光中的紫外线使样品曝光的过程。曝光装置可以包括壳体1、高压汞灯2(紫外光源的示例)、承载组件3、温控组件4以及控制组件。
参照图1，高压汞灯2可以安装于壳体1并且从壳体1的顶面伸出。承载组件3可以包括放置盘31和电机(驱动器的示例)。其中，放置盘31可以具有截面形状为U形的环槽状结构，其可以设置于壳体1的顶面并套装于高压汞灯2。电机可以设置于壳体1的内部。电机的转轴可以与放置盘31固定连接，使得电机能够驱动放置盘31围绕高压汞灯2转动。当需要使样品曝光时，可以将样品放置于放置盘31的槽内。开启高压汞灯2和电机，使样品受到高压汞灯2照射的同时围绕高压汞灯2旋转。这样，样品在围绕高压汞灯2转动的过程中能够均匀地受到紫外线的照射，提升了曝光装置的曝光效果。
高压汞灯2在照射样品的同时可以加热样品。为了能够使样品在特定的温度下曝光，可以通过温控组件4控制曝光温度。温控组件4可以包括风扇41、温度传感器42、升温保护罩43和降温保护罩44。具体地，风扇41可以设置于壳体1的顶面并面向高压汞灯2和放置盘31。温度传感器42可以安装于壳体1并且从壳体1的顶面伸出，使得温度传感器42位于放置盘31和高压汞灯2之间。风扇41和温度传感器42可以与控制组件连接。使用时，可以通过控制组件设定所期望的曝光温度C(可以在温度上限和温度下限之间浮动)，然后开启风扇41和温度传感器42。例如，可以设定温度上限为105℃，温度下限为95℃，而最理想的曝光温度为100℃。当温度传感器42检测到样品周围的环境温度达到105℃时，控制组件可以启动风扇41以冷却高压汞灯2、放置盘31和样品。待温度传感器42检测到样品周围的环境温度将至95℃时，控制组件可以停止风扇41以使样品继续升温。
可以在高压汞灯2和放置盘31的外侧设置升温保护罩43。具体地，参照图2，升温保护罩43可以具有一端(图2中的下端)开放的筒状结构。升温保护罩43可以由钢制成。升温保护罩43的另一端(图2中的上端)可以设置有隔热手柄431以防止使用者操作升温保护罩43的过程中烫伤。升温保护罩43的侧壁可以开设有多个散热孔43a，使得升温保护罩43内的高温气体能够通过散热孔43a与升温保护罩43外的低温气体交换。使用时，可以在启动高压汞灯2、承载组件3和温控组件4前将升温保护罩43罩于放置盘31和电机。一方面，升温保护罩43能够使样品在有限空间内快速升温，提升高压汞灯2对样品的加热效率。另一方面，通过设置升温保护罩43，风扇41输送的气流不会直接作用于样品而使样品过快地冷却。这样，升温保护罩43能够使曝光温度稳定。
可以在升温保护罩43的外侧设置降温保护罩44。具体地，参照图3，降温保护罩44可以具有一端(图3中的下端)开放的筒状结构。降温保护罩44的边缘部开设有缺口44a以容纳风扇41。当降温保护罩44罩于升温保护罩43的外侧时，降温保护罩44与升温保护罩43之间可以存在有间隙。这样，风扇41输送的气流能够在间隙内流动，从而提升风扇41的冷却效率。
参照图1，控制组件可以包括温控器11、电源开关12、光源开关13和电机开关14。具体地，控制器可以与高压汞灯2、电机、风扇41和温度传感器42连接。使用者可以通过温控器11设定所期望的曝光温度的上限温度和下限温度以及曝光时长L。当温度传感器42检测到样品周围的环境温度达到所设定的曝光温度，温控器11根据设定的曝光时长L开始计时。计时结束后，控制组件可以关闭高压汞灯2、电机和风扇41以结束曝光。温控器11、电源开关12、光源开关13和电机开关14可以设置于壳体1的顶面以便于操作。
壳体1的底面可以设置有多个支撑脚。具体地，可以在壳体1的底面设置四个支撑脚。通过调节四个支撑脚，壳体1的顶面可以保持稳定的水平状态。
为保证曝光效果，高压汞灯2的功率可以为100W，电机的转速可以为2r/min。
本申请至少具有以下优点：
(i)曝光指数ΔT能够直观地表征曝光对样品的透光率的影响程度，设计人员可以据此选用合适的材料。
(ii)样品在围绕高压汞灯2转动的过程中能够均匀地受到紫外线的照射，从而提升了曝光装置的曝光效果。
应当理解，上述实施方式仅是示例性的，不用于限制本申请。本领域技术人员可以在本申请的教导下对上述实施方式做出各种变型和改变，而不脱离本申请的范围。
应当理解，测量曝光指数的方法不限于在实施例所限定的条件下进行。例如，可以不使样品过度曝光而获得曝光指数，曝光的光线可以不为紫外线。
应当理解，曝光对样品的透光率的影响与样品的种类有关。因此，曝光指数ΔT不限于为负值，其可以为0，也可以为正值。
应当理解，紫外光源不限于为高压汞灯2，其可以为本领域技术人员所熟知的任何可能的光源。例如，紫外光源可以为疝气灯。
应当理解，放置盘31不限于具有截面形状为U形的环槽结构，其可以为任何可能的形状。
Claims (10)
1.一种测量曝光指数的方法，其特征在于，包括：
在一定温度条件下，获得使样品的透光率为第一透光率T1时的光线的波长λ；
使所述样品曝光；
在所述一定温度条件下，获得当所述光线的波长为λ时的所述样品的第二透光率T2；
获得曝光指数ΔT，其满足ΔT＝T2-T1。
2.根据权利要求1所述的测量曝光指数的方法，其特征在于，所述第一透光率T1不小于80％。
3.根据权利要求1所述的测量曝光指数的方法，其特征在于，所述曝光为过度曝光。
4.根据权利要求1所述的测量曝光指数的方法，其特征在于，所述曝光的时长L满足3h≤L，所述曝光的温度C满足95℃≤C≤105℃。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的测量曝光指数的方法，其特征在于，使用分光光度计测量所述第一透光率T1和所述第二透光率T2，所述一定温度为25℃。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的测量曝光指数的方法，其特征在于，所述样品为光学玻璃，所述样品为长方体，所述样品的大小满足(30±0.1)mm×(12.5±0.1)mm×(10±0.1)mm，所述样品的两个通光面的大小满足(30±0.1)mm×(12.5±0.1)mm，所述两个通光面的平行度小于0.03mm。
7.一种用于前述权利要求中任一项所述的测量曝光指数的方法的曝光装置，其特征在于，包括：
紫外光源，其能够照射并加热所述样品；以及
承载组件(3)，其包括放置盘(31)和驱动器，所述放置盘(31)能够承载所述样品，所述驱动器与所述放置盘(31)连接，使得所述驱动器能够驱动所述放置盘(31)围绕所述紫外光源转动。
8.根据权利要求7所述的曝光装置，其特征在于，所述放置盘(31)具有环槽结构，所述样品能够置于所述放置盘(31)的槽内，所述放置盘(31)套装于所述紫外光源，使得所述紫外光源位于所述放置盘(31)的径向内侧。
9.根据权利要求7或8所述的曝光装置，其特征在于，还包括温控组件(4)，其包括风扇(41)和温度传感器(42)，所述风扇(41)能够冷却所述样品，所述温度传感器(42)设置于所述紫外光源与所述样品之间。
10.根据权利要求9所述的曝光装置，其特征在于，所述温控组件(4)还包括升温保护罩(43)和降温保护罩(44)，所述紫外光源和所述放置盘(31)位于所述升温保护罩(43)内部，所述升温保护罩(43)位于所述降温保护罩(44)内部，所述升温保护罩(43)与所述降温保护罩(44)之间形成间隙，所述风扇(41)输送的气流能够进入所述间隙。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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