CN115004000A - 光学样本表征 - Google Patents

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Abstract

光学样本表征有助于以穿过与空气相比具有较高折射率的诸如涂覆玻璃板之类的光学样本的光传播的全角度范围中的任何角度进行的测量和测试。可旋转组件包括具有空洞的圆筒和包括空洞的容纳部。容纳部还包含具有已知折射率的流体。可见光束垂直于圆筒的表面被输入，行进穿过圆筒，然后经由流体，到光学样本，其中光束被透射和/或反射，然后离开圆筒并且被收集用于分析。至少部分地由于围绕光学样本的流体，可以贯穿全角度范围(±90度等)来旋转光学样本，以进行光学样本的全范围测试。

Description

光学样本表征
技术领域
本发明大体涉及光学测试，并且特别地，本发明涉及涂层的全范围测试。
背景技术
用于测量光学器件特别是涂层的当前技术限于小的角度范围，或者小的一组离散角度，并且/或当前技术由于折射而具有重大问题。通常地，测量结果缺乏一致性和/或精确性。
发明内容
光学样本表征有助于以穿过与空气相比具有较高折射率的诸如涂覆玻璃板之类的光学样本的光传播的全角度范围中的任何角度进行的测量和测试。可旋转组件包括具有空洞的圆筒和包括空洞的容纳部。容纳部还包含流体，该流体在一些实现方式中具有与光学样本和/或圆筒的折射率匹配的折射率。光束垂直于圆筒的表面被输入，行进穿过圆筒，然后经由流体，到光学样本，其中光束被透射和/或反射，然后离开圆筒并且被收集用于分析。至少部分地由于围绕光学样本的流体，可以贯穿全角度范围(±90度等)来旋转光学样本，以进行光学样本的全范围测试。
根据本实施方式的教导，提供了一种用于光学材料样本的光学测试的装置，该装置包括：可旋转组件，其包括：光学透明的广义圆筒，该光学透明的广义圆筒具有在广义圆筒的轴上的中心空洞，该空洞被定尺寸成接纳光学材料样本的至少核心区域，包括空洞的容纳部，该容纳部被定尺寸成接纳光学材料样本的至少一部分，并且该容纳部被密封以用于接纳一定量的流体，使得流体围绕至少核心区域并且与至少核心区域接触，并且流体与广义圆筒接触；转台，其与轴对准并且能够操作以使可旋转组件绕广义圆筒的高度轴旋转；以及光学装置，其与轴对准，包括光源，该光源垂直于广义圆筒的第一侧处的表面区域提供可见光束，并且该光学装置包括接收输出信号的光学检测器，该输出信号包括可见光束从表面区域的反射，光学检测器垂直于广义圆筒的第一侧处的表面区域。
根据本实施方式的教导，提供了一种用于光学材料样本的光学测试的装置，该装置包括：组件，其包括：光学透明的广义圆筒，该光学透明的广义圆筒具有从广义圆筒的内表面朝向广义圆筒的中心轴部分地填充有块体材料部分的内部，并且内部具有从广义圆筒的相对内表面延伸并且包括轴的空洞部分，该空洞被定尺寸成接纳光学材料样本的至少核心区域，包括空洞的容纳部，该容纳部被定尺寸成接纳光学材料样本的至少一部分，并且容纳部被密封以用于接纳一定量的流体，使得流体围绕至少核心区域并且与至少核心区域接触，并且流体与广义圆筒以及块体的至少一部分接触；以及光学装置：与所述轴对准，包括光源，该光源垂直于广义圆筒的第一侧处的表面区域提供可见光束，并且该光学装置包括接收输出信号的光学检测器，来自可见光束的输出信号射在核心区域上，光学检测器垂直于广义圆筒的表面区域。
在可选实施方式中，该组件是可旋转组件，并且还包括：转台，其与轴对准并且能够操作以使可旋转组件绕广义圆筒的高度轴旋转。
在另一可选实施方式中，块体基本上填充容纳部的半圆形的一半。
在另一可选实施方案中，块体材料是与广义圆筒光学透明材料相同的光学透明材料。
在另一可选实施方式中，还包括安装装置，该安装装置用于接纳光学装置并且能够被调节以用于使光源与光学检测器对准。
在另一可选实施方式中，2还包括夹持机构，该夹持机构固定样本相对于容纳部的位置。
在另一可选实施方式中，还包括操作地连接至可旋转组件并且能够操作以使可旋转组件旋转的马达，以及操作地连接至可旋转组件并且能够操作以提供至少关于可旋转组件的旋转角度的位置信息的编码器。
在另一可选实施方式中，其中，广义圆筒选自由圆筒和棱柱构成的组。在另一可选实施方式中，其中，广义圆筒、样本和流体的折射率基本相等。在另一可选实施方式中，其中，流体是折射率匹配流体，并且样本和流体的折射率基本相等。在另一可选实施方式中，其中，广义圆筒和光学材料样本由相同的光学透明固体材料制成。
在另一可选实施方式中，其中，广义圆筒基本平行于广义圆筒的高度轴对称。在另一可选实施方式中，其中，根据由以下构成的组来定位广义圆筒：静止；能够沿单个轴旋转；能够沿多于一个轴旋转；能够在预定角度范围内旋转；以及能够从样本的法线旋转±90度。
在另一可选实施方式中，其中，样本的核心区域是光束遇到样本并且执行样本的测试的样本中的位置。
在另一可选实施方式中，其中，容纳部具有：在沿广义圆筒的圆筒直径的方向上的容纳部宽度，容纳部宽度小于圆筒直径，以及与容纳部宽度不平行的容纳部厚度，容纳部厚度在广义圆筒的第一侧与第二侧之间；并且样本具有：在沿圆筒直径的方向上的板宽度，容纳部宽度大于板宽度，以及与板宽度不平行的板厚度，容纳部厚度大于板厚度。
在另一可选实施方式中，容纳部宽度和板宽度基本平行对准。在另一可选实施方式中，容纳部被配置成包含0.5立方厘米(cubic centimeters，cc)至50cc的流体。
在另一可选实施方式中，样本选自由以下构成的组：玻璃板；涂覆玻璃板；薄膜偏振器；玻璃偏振器；塑料偏振器；分束器；波片；光导光学元件(lightguide opticalelements，LOE)；选自由以下构成的组的结构化光学元件：刻划光栅、全息光栅、体全息光栅、衍射光学元件、菲涅耳透镜、亚波长光子结构和线栅。
在另一可选实施方式中，光学元件涂覆有涂层，涂层用于操纵入射到样本的光。
在另一可选实施方式中，光学装置包括：准直光学器件，其制备可见光束并且将可见光束输入到广义圆筒中，准直光学器件能够通过至少两个自由度被调节。在另一可选实施方式中，可见光束的光路穿过广义圆筒和流体，并且光路的大部分穿过广义圆筒。
在可选实施方式中，提供了一种操作地连接至根据权利要求1或3所述的装置的控制器，该控制器被配置成：开始垂直于广义圆筒的第一侧的表面区域输入光束；定位广义圆筒，使得光束路径经由广义圆筒的第一侧进行横穿直至到达空洞，然后从第一侧横穿到空洞中的在样本的第一侧的流体中、穿过样本、穿过在样本的另一侧的流体、进入广义圆筒的第二侧，横穿第二侧并且作为输出信号垂直于广义圆筒的第二侧的表面区域离开；以及激活由光学检测器对输出信号的捕获。在另一可选实施方式中，控制器还被配置成：在以样本相对于光束路径的第一角度定位广义圆筒之后，旋转广义圆筒，使得样本处于相对于光束路径的第二角度；以及重复捕获和旋转。
根据本实施方式的教示，提供了一种用于光学材料样本的光学测试的方法，该方法包括以下步骤：提供装置；垂直于广义圆筒的第一侧的表面区域输入可见光束；定位广义圆筒，使得光束路径经由广义圆筒的第一侧进行横穿直至到达空洞，然后从第一侧横穿到空洞中的在样本的第一侧的流体中、穿过样本、穿过样本的另一侧的流体、进入广义圆筒的第二侧，横穿第二侧并且作为输出信号垂直于广义圆筒的第二侧的表面区域离开；以及由光学检测器捕获输出信号。
在另一可选实施方式中，还包括以下步骤：在以样本相对于光束路径的第一角度进行定位之后，旋转广义圆筒，使得样本处于相对于光束路径的第二角度；以及重复捕获和旋转。在另一可选实施方式中，还包括以下步骤：处理通过捕获收集到的数据以计算光学测试的结果。
附图说明
在本文中将参照附图仅通过示例的方式来描述实施方式，在附图中：
图1A是用于全范围光学样本表征(测试)的装置的示意图。
图1B是装置的截面图的示意图。
图2是圆筒的俯视图的示意图。
图3是圆筒的侧视图的示意图。
图4是圆筒的俯视图的示意图，其中涂覆板在测试期间旋转。
图5A是用于测试光学样本的透射率的浴器夹具(bath-jig)装置的示意图。
图5B是浴器夹具装置的截面图的示意图。
图6A是用于光学样本表征的方法的流程图。
图7A是透射率(y轴)相对于角度(x轴)的图。
图7B是图7A的透射率图的特写(放大)。
图8是示例性控制器的高级部分框图。
图9是用于全范围光学样本表征(测试)的装置的示意图。
图10是MPL装置的分解视图的示意图。
图11A是MPL测试装置的截面图的示意图。
图11B是MPL测试装置的旋转的截面图。
图12是包括可变定位机构的MPL测试装置的示意图。
图13是用于对板进行测试的MPL圆筒的截面示意图。
图14A是MPL圆筒的替选实现方式的实现方式的截面示意图。
图14B是MPL圆筒的替选实现方式的实现方式的截面示意图。
图14C是MPL圆筒的替选实现方式的实现方式的截面示意图。
图15是MPL圆筒的替选实施方式的示意图。
具体实施方式——装置——图1A至图4
参照附图和所附描述可以更好地理解根据本实施方式的装置和方法的原理和操作。本发明是用于光学样本表征的装置和方法。本发明有助于测量和测试穿过与空气相比具有较高折射率的光学样本(例如涂覆玻璃板)的光传播的全角度范围。
一般而言，创新的可旋转组件包括具有空洞的玻璃圆筒。空洞是可旋转组件中的容纳部的一部分。该容纳部的大小被针对可变大小的涂覆玻璃板进行确定。该容纳部还被密封以用于接收具有一定的给定折射率的一定量的流体。光束从测试源经由准直光学器件传播，垂直(90度)于圆筒的表面进入、穿过圆筒，然后经由流体穿过涂层、(涂覆)玻璃板、流体、圆筒的另一侧，并且被收集用于分析。至少部分由于围绕涂覆板的流体，可以贯穿全角度范围(±90度等)来旋转板以在涂层的全范围测试中获得任何特定角度。优选地，圆筒和板由相同的材料制成，因此具有匹配的折射率。示例性典型材料是BK7玻璃，然而，该示例不是限制性的，并且可以测试其他玻璃和除了玻璃之外的其他材料。该装置和方法还可以用于直接测量涂覆板的反射率。
当前设备和方法不适合在玻璃中的全入射角范围上表征当前的和预见的涂层。传统技术不足以满足现有要求。需要用于实现涂层的最大的、优选地全范围角度测量的技术。在本文献上下文中，术语“全范围”一般指的是相对于测试中的涂覆板的法线的180度或±90度的范围。对于特定的实现方式，全范围可以不同于±90度。与此相反，传统测量技术通常只在空气中测量一系列离散角度。例如，空气中的70度透射和空气中的45度反射，其中，将可选的专业模块添加至标准单束或双束分光光度计。为了进行在玻璃中的测量，传统测量方法是在棱形组件中装配涂层，并且然后在最高达±5度的范围内测量性能。测量角度限于组件中棱镜的角度(±5度)。
关于全内反射(total internal reflection，TIR)和光穿越材料的路径的依赖性，斯涅尔定律限制了被测量的板的入射角。例如，考虑从示例玻璃移动到空气的一束光。临界角θct是玻璃中的入射角θ1的值，针对该入射角θ1的在空气中的出射角θ2等于90度，即示例玻璃的折射率n1和空气的折射率n2分别约为1.52和1，针对从一个光学介质横穿到另一个光学介质的光使用斯涅尔定律，给出θct的值约为41度。因此，在空气中的测量不能复制玻璃中约41度以上的角度的测量。
本描述中为了简便起见，术语“涂覆板”也可以被称为“板”或“涂层”，如根据上下文中将是明显的。目前典型的板大小包括70×70mm(毫米)和60×30mm。在本文献上下文中，术语“涂覆板”通常指的是在板的表面具有光学涂层的板。涂层通常是多层薄膜。在本说明书中通常使用涂覆玻璃板，但不是限制性的，并且可以使用其他材料和形状的其他样本。一般而言，板可以是允许光源与光检测器的之间自由非散射光路的任意非空气形状。测试装置可以测量光学材料的任何样本(样本、光学元件)，例如薄膜、玻璃或塑料偏振器、波片、分束器、二向色反射器、光导光学元件(Lightguide Optical Element，LOE)、结构化的光学元件如光栅或线栅等。滤光器(涂层)用于将入射光(入射到涂层板)操纵为指定的反射率、透射率、吸收、偏振等。为了测试(探测和测量)涂层和/或比较涂层的实际性能与涂层的指定所需性能，使用光学测量。
类似地，为了在本说明书中简化，使用术语“玻璃圆筒”，但不是限制性的。例如，圆筒(圆筒、圆筒环、球体、块体、半块体等)的材料也可以是聚合物(一个非限制性示例是光学非双折射聚合物)。
当前描述的装置和方法的实施方式可以用于表征、测量和测试。装置可以用于实现各种功能，包括对涂覆设备和工艺(诸如玻璃板的涂层材料)的验收测量。在本文献中为了简单起见，使用术语“测试”，但是不应当被视为限制性的。
现在参照附图，图1A是用于全范围光学样本表征(测试)的装置的示意图以及图1B是装置的截面图的示意图。在本文献上下文中，测试装置400通常被称为“夹具”(jig)。测试装置400保持被测试的板、支承结构和引导元件，从而在测试中提供可重复性、精确性和可互换性。测试装置400包括安装各种其他元件的基座402。测试中的示例性光学材料是位于可旋转组件中的容纳部110中的涂覆板102。可旋转组件包括圆筒100和转台。圆筒100包括空洞111。转台可以通过底部部分406来实现，该底部部分406具有连接有马达408A的马达附接区域408B。容纳部110填充有流体112，在一些实现方式中，流体是折射率匹配流体。定位销410可以用于将圆筒100夹持在顶部部分404与底部部分406之间。用于流体112的示例性侧封被示为肋件100S。输入测试光源4经由可选的输入线缆6F向准直光学器件6提供光学输入信号。准直光学器件6制备用于输入到可旋转圆筒100内的输入信号。制备的光束为测试提供平行光照。输出光学器件106将可选输出线缆104F馈送至输出光收集器(光检测器)104。
为了便于参考起见，在本文献上下文中，可旋转圆筒100被称为圆筒100。可旋转圆筒100典型地是固体材料、光学材料，对光学光束透明。可旋转圆筒100的内部基本上填充有固体材料，至少内部的大部分填充有不同于流体112的固体材料。一般而言，圆筒100的形状可以是为数学领域的一些作者所知的“广义圆筒”(general-cylinder)。广义圆筒被定义为包括棱柱作为一种形式的圆筒的一类固体。由于容纳部110可以在圆筒和棱柱两者内形成，因此使用术语“广义圆筒”来包括使用圆筒或棱柱的实施方式。因此，可旋转圆筒100可以具有圆筒或多边形棱柱的形状。例如，圆筒的圆形表面允许将任意旋转角度用于圆筒(并且因此用于测量涂覆板102)，同时保持光学输入和输出基本垂直于圆筒100的表面。如果仅需要例如5或10个离散测量，则可以使用10或20条边的多边形周长，并且将马达限制为18度或9度的步长。甚至更一般地，圆筒100的形状可以是允许从光学光源4至光检测器104的自由非散射光路的任意非空气形状。基于该描述，本领域的技术人员将能够相应地设计其他装置和系统部件。
圆筒100可以是固定的，以单轴旋转或者以一个或更多个轴旋转，以移动板102来测试板的各种入射角和区域。当前的描述和附图仅是圆筒100绕固定轴(圆筒的高度轴)旋转。基于该描述，本领域的技术人员将能够设计和实现板102的一个或更多个方向的移动和测试。
为了便于参考起见，输入信号被示为从图的左侧进入圆筒100，并且对应的被标记的第一侧是圆筒的左侧100L。被标记的第二侧是与输出光学器件106相邻的圆筒的右侧100R，其中输出光学器件106将可选输出线缆104F馈送至输出光收集器104。对本领域的技术人员将是明显的是，圆筒100通常基本对称。圆筒100可以水平旋转，并且圆筒的左侧100L和右侧100R可以互换。在非限制性示例中，圆筒100可以被实现为中间有用于容纳部110的空洞111的单块(玻璃)。在该情况下，圆筒的左侧100L和圆筒的右侧100R是同一块的相对侧。空洞111可以延伸圆筒的整个高度(从上到下)，或者是部分的，例如，在圆筒中形成袋状部。在另一非限制性示例中，可以由两个块来创建圆筒100，第一块是圆筒的第一侧即左侧100L，并且第二块是圆筒的第二侧即右侧100R。
准直光学器件6和输出光学器件106优选地可通过至少两个自由度被调节，以允许调节光束、初始和随后的校准。例如，准直光学器件6和输出光学器件106可以沿光束路径的x轴和y轴被调节±0.5mm。
在一些实现方式中，流体112是折射率匹配流体。为了便于参考起见，在本文献上下文中，折射率匹配流体112被称为“流体112”。在一些实现方式中，流体112具有与圆筒100(的材料/玻璃)的折射率匹配的折射率。在一些实现方式中，流体112具有与板102的折射率匹配的折射率。在一些实现方式中，圆筒100和板102由相同材料制成(因此相应折射率匹配)。类似地，流体112、板102和圆筒100的折射率中的一个或更多个可以彼此不同。关于折射率的特定匹配和元件折射率之间的差异范围，本领域技术人员将认识到允许公差。
输入线缆6F和输出线缆104F通常是光纤，但是可以根据实现方式的特定情况而为任何合适的传输介质。
测试装置400通常包括顶部部分404和底部部分406，用于支承和安装各种圆筒100。定位销410可以用于将顶部部分404附接至底部部分406，从而将圆筒100夹持在顶部部分与底部部分之间，有利于使用替选的圆筒100、顶部部分404和底部部分406。例如，可以将顶部部分404改变为包括不同大小和/或配置的容纳部的第二顶部部分，以测试不同的板。或者例如，可以将由具有第一折射率的第一材料构成的用于测试具有第一折射率的板的圆筒用由具有第二折射率的第二材料构成的用于测试具有第二折射率的板的圆筒代替。在另一示例中，将圆筒、顶部部分和底部部分全部用具有(创建)更宽/更厚容纳部的替选元件代替，以用于测试更厚的板，或者用于创建用于测试不同形状光学样本例如圆形的不同形状的容纳部。
圆筒100可以通过各种方式旋转。在当前图中，在底部部分406的底部处设置示例性马达附接区域408B，并且还示出了连接的马达408A。在该情况下，马达408A与底部部分406的典型组合用作一般转台，该转台用于使圆筒100绕圆筒100的高度轴旋转。圆筒100和转台形成可旋转组件。旋转可旋转组件可以使圆筒100旋转，因此使容纳部110和样本(涂覆板102)旋转。在当前图中，控制器800操作地连接至马达408A，并且为了清楚起见在所有图中均未示出控制器800。图中未示出操作地连接至可旋转组件的编码器。编码器提供至少关于可旋转组件的旋转角度的位置信息，因此已知相对于圆筒100的轴以及相对于与涂覆板102(测试中的光学样本)的法线有关的角度的涂覆板102的位置。如本领域公知的，位置编码器可以是马达408A的一部分或单独的部件。
为了测量反射率，输出光学器件106通常以与附图所示的角度不同的角度进行放置，以收集从被测试的板102反射的束。
基座402提供了安装装置，该安装装置用于各种夹具部件以及用于接纳、调节和对准光学装置(光学测试光源4、输入线缆6F、准直光学器件6、输出光学器件106、输出线缆104F和输出光收集器104)，其中，夹具部件取决于具体的测试配置，例如为马达408A、马达附接区域408B、底部部分406。
现在参照附图，图2是圆筒100的俯视图的示意图。在当前图中未示出可选输入线缆6F和可选输出线缆104F。测试光源4向准直光学器件6提供光学输入信号。类似地，输出光学器件106向输出光收集器104进行馈送。可选地，经由在固定透镜之前或之后的90度±1度旋转装置和偏振器输入光学输入信号。涂覆板102安装在容纳部110中并且被流体112围绕。在当前俯视图中，未示出用于流体112的侧封。基于当前描述，本领域的技术人员将能够设计和实现用于流体的适当的封闭(containment)，例如，通过使用绕圆筒100延伸的顶部部分404。控制器800通常操作地连接至至少测试光源4和输出光收集器104。
板102具有作为板宽度102W的水平第一尺寸(当前图的页面的上下方向，沿圆筒100的轴)，以及示为板厚度102T的第二尺寸(当前图的页面的左右方向)。类似地并且相应地，容纳部110具有示为容纳部宽度110W的第一尺寸(当前图的页面的上下方向，沿圆筒100的轴)，以及示为容纳部厚度110T的第二尺寸(当前图的页面的左右方向)。依赖于流体112的侧封的实现的大小，容纳部宽度110W可以略小于圆筒100的直径100W。如上所述，在当前图中未示出侧封，并且容纳部宽度110W被示为与圆筒100的直径100W相同大小。容纳部厚度110T是圆筒的左侧100L与圆筒的右侧100R之间的距离。替选地，容纳部宽度110W可以与圆筒直径100W不同大小，例如，容纳部宽度110W小于圆筒直径100W。
通常，板102和容纳部110基本平行，也就是说，板的宽度(板宽100W)与容纳部的宽度(容纳部宽度110W)对准。容纳部110的侧(容纳部的边缘，距容纳部110的用于执行板102的测量的区域远)通常平行，但是不要求平行。依赖于所需的特定测量，容纳部边缘处的容纳部的侧之间的距离可以比在其中执行测量的核心区域110C中的容纳部的侧之间的距离更近或优选地相距更远。核心区域110C，又被称为“关键区域”，是测试涂层的位置，也就是说，是光束遇到涂覆板102的位置。通常，核心区域110C是小的，并且容纳部110的其余区域可以被设计成主要支承样本测试板102。典型的核心区域110C包括±10mm的最小限定圆筒测量区域。
测试装置400的当前实施方式的特征在于，与浴器夹具500的浴器(bath)5100相比，容纳部110是小的。下文参照图5A的浴器夹具500描述使用流体浴器的替选实施方式。浴器5100通常容纳300cc(立方厘米(cubic centimeter))至2000cc的流体。传统浴器需要最少300cc的流体，否则流体的水位低于光源输入和输出，并且测量将在空气中(不在流体中)。通常，浴器的体积约为500cc至600cc。
与此相反，容纳部110通常容纳0.5cc至50cc的流体。容纳部110可以在一个或更多个维度上调节，以适应板102的各种尺寸。测试装置400的当前实施方式的另一特征在于，圆筒100(作为可旋转组件的一部分)来旋转，因此，要测试的样本即涂覆板102相对于流体112和容纳部110静止。与此相反，在浴器夹具500中，样本(涂覆板102)在流体内旋转，也就是说，在浴器5100内旋转。由于流体112的高黏度，板102在浴器夹具500中的流体112中的旋转在流体112中引起扰动，并且这转而影响测量的谱。这个问题至少部分地通过使用圆筒100来解决。
现在参照附图，图3是圆筒100和底部部分406的截面侧视图的示意图。板102具有竖直地(当前图的页面的上下方向，沿圆筒100的高度轴)示为板高度102H的第三尺寸。类似地并且相应地，容纳部110具有被示为容纳部高度110H的第三尺寸。容纳部高度110H可以与圆筒100的圆筒高度100H相同大小。替选地，容纳部高度110H可以与圆筒高度100H不同大小。例如，容纳部高度110H可以小于圆筒高度100H，以考虑到在空洞111的底部、在圆筒的左侧100L与右侧100R之间的空洞111中的流体封闭实现方式(密封)。或者例如，容纳部高度110H可以大于圆筒高度100H(如当前图中所示)并且底部部分406提供在容纳部110的空洞的底部(在下面)处的密封。
现在参照附图，图4是圆筒100的俯视图的示意图，其中，涂覆板102在测试期间旋转。在该非限制性示例中，涂覆板102已经从上图中所示的起始位置顺时针旋转了几乎90度。
如当前图中可以看出，由测试光源4(未示出可选输入线缆6F)提供420A光束420，在该情况下是可见光(作为测试信号)。所提供420A的光束由准直光学器件6制备和准直，并且然后垂直于可旋转圆筒100的表面区域被输入420B。圆筒100的形状的精度可以通过板102上的涂层的所需测量精度确定。光束经由圆筒的左侧100L行进420C直至到达容纳部110。光束进行以下横穿(420D至420E)：从圆筒的左侧100L进入容纳部110中的流体112，穿过涂覆玻璃板102(注意，未示出玻璃板上的涂层)，穿过板102的另一侧的流体112，以及进入420E圆筒的右侧100R。
然后，信号横穿420F圆筒的右侧100R并且垂直于可旋转圆筒100的表面离开420G。输出光学器件106将输出光束作为输出信号420H传递给输出光收集器104(在当前图中未示出可选输出线缆104F)。
由于圆筒仅具有一个圆周表面，因此对输入光束和离开/输出光学光束的提及是指表面的不同区域或区。因此，圆筒的第一侧和第二侧是方向参考，如在页面上所示的图中可见的。
具体实施方式——替选装置——图5A至图5B
现在参照附图，图5A是用于测试光学样本的透射率的浴器夹具装置的示意图，以及图5B是浴器夹具装置的截面视图的示意图。在本文献上下文中，测试浴器夹具装置500通常被称为“浴器夹具”500。类似于测试装置(夹具)400，浴器夹具500保持测试中的板、支承结构以及引导元件。浴器夹具500包括各种其他元件安装至其上的基座5402。测试中的涂覆板102位于浴器5100中的板安装件5110中。浴器5100是浴器夹具500的被构建成容纳流体的区域。浴器5100是浴器夹具500的内部中空空间，其被设计为流体封闭区域。浴器5100填充有流体112(在当前图中未示出)。测试光源4经由可选输入线缆6F(未示出)向准直光学器件5006提供光学输入信号。准直光学器件5006将输入信号(制备和聚焦)准直到浴器5100内。
可以通过各种手段使板安装件5110旋转。在当前图中，在浴器夹具500的顶部处设置示例性马达附接区域5408B，并且还示出了连接的马达5408A。
如在图5B中可见，由测试光源4提供5420A光束5420，在该情况下光束为可见光。所提供5420A的光束由准直光学器件5006制备和扩展，并且进入到浴器5100中的流体112内。然后，光束行进5420C穿过浴器5100中的流体112、穿过涂覆玻璃板102(注意，未示出玻璃板上的涂层)、穿过5420F(板102的)另一侧的流体112。由于浴器5100填充有流体112，光束穿过浴器夹具500的该横穿基本没有折射。然后，信号从流体112离开5420E而到输出光学器件5106，输出光学器件5106将输出信号馈送5420H至输出光收集器104。
浴器夹具500被示出为具有可选前窗5130F和后窗5130B，该前窗5130F和后窗5130B允许看到内部浴器5100、板安装件5110、涂覆板102和其他部件。
测试装置(夹具)400和浴器夹具500均可以包括可选的、附加的和替选的配置。在一个替选方案中，夹具可以适于包括真空产生装置例如真空钟罩以从流体112中提取溶解的空气。在另一替选方案中，可以使用机械和/或其他增强装置来处理和防止夹具的晃动。可以在光纤上使用硬固定(刚性布线)。容纳部110和板安装件5110可以是可调节以适应可变大小的板102。如上关于定位销410所述，夹具、顶部部分404和底部部分406可以是可拆卸的(可移除地附接)，以有利于替换不同折射率圆筒以及操作简便(例如，样本放置和清理)。
用于夹具的另外的替选方案可以包括用于遮盖整个夹具的暗(不透光)盒、用于测试板以避免划伤板102的动态容纳部、包括引擎和驱动器的旋转台、内部清洁选项、气泡提取(停滞区域)和样本板挤压器。具体实施方式——方法——图6A至图7B
现在参照图6A，图6A是用于光学样本表征的方法的流程图。当前方法可以与测试装置(夹具)400和浴器夹具500一起使用，以及可以与以下描述的MPL测试装置1450一起使用，如下面在测试序列中描述的。用于光学样本表征的测试方法610开始于步骤600，垂直于圆筒100提供光束420。光束通常是可见光束，被称为“输入光”或简称为“光”，如根据本说明书上下文对于本领域的技术人员将是清楚的。恒定垂直于圆筒100提供光有利于多数光耦合至圆筒100内，使得在进入圆筒时没有光损失或光损失极小。示例性涂层包括透射可见光谱的一部分并且反射另一部分的滤波器、透射一个偏振态并且反射另一偏振态的偏振滤波器、或者吸收部分可见光的吸收涂层。
在步骤601中，如下所述使用可选配置。
在步骤602中，如上所述，在横穿圆筒100、容纳部110和板102之后收集输出光。可以例如用分光计收集输出光。
在步骤604中，将板102进行旋转。将板旋转达到何种程度依赖于所进行的测试的特定要求和所预期的测量。示例性旋转包括0.5度和1度步骤。将板进行旋转之后，可以以新的已知角度再次收集(步骤602)输出光。可以在必要时重复该旋转和收集的循环，以收集关于要测试的期望角度范围的数据(步骤604返回到步骤602)。
注意，当前实施方式的特征在于，与使测试样本在测试装置内例如在测试室内的流体的浴器中旋转的传统实现方式相反，通过使整个圆筒100旋转而旋转板102。在步骤606中，可以对收集的信号执行可选计算(处理、信号处理)来确定涂层和/或板102的透射率和/或反射率的品质因数。处理来自收集的输出光602的数据以计算光学测试的结果。
在步骤608中，可选地，可以显示(输出、传送、存储等)收集和处理的结果。
现在参照图7A，图7A所示是透射率(y轴)相对于角度(x轴)的图，以及图7B示出了图7A的透射率图的特写(放大)。一般而言，通过图是水平定向的——这指示在一定角度范围内涂层具有一致的透射率——来示出成功的涂层。透射率(提供的光的量减去收集的光的量)可以是s或p偏振的。
具体实施方式——控制器——图8
图8是示例性控制器800的高级部分框图，其被配置成实现本发明的用于光学样本表征的方法610。控制器(处理系统)800包括处理器802(一个或更多个)和四个示例性存储器设备：随机存取存储器(random-access memory，RAM)804、引导只读存储器(read onlymemory，ROM)806、大容量存储设备(硬盘)808和闪速存储器810，其均经由公共总线812进行通信。如本领域所公知的，处理和存储器可以包括存储软件和/或固件的任何计算机可读介质，以及/或者任何硬件元件，包括但不限于现场可编程逻辑阵列(field programmablelogic array，FPLA)元件、硬连线逻辑元件、现场可编程门阵列(field programmable gatearray，FPGA)元件和专用集成电路(application-specific integrated circuit，ASIC)元件。可以在处理器802中使用任何指令集架构，包括但不限于精简指令集计算机(reducedinstruction set computer，RISC)架构和/或复杂指令集计算机(complex instructionset computer，CISC)架构。在大容量存储设备808上示出了模块(处理模块)814，但是如对于本领域的技术人员将是明显的是，模块(处理模块)814可以位于任意存储器设备上。
大容量存储设备808是承载用于实现本文中所描述的测试方法的计算机可读代码的非暂态计算机可读存储介质的非限制性示例。这样的计算机可读存储介质的其他示例包括承载这样的代码的只读存储器例如CD。
控制器800可以具有存储在存储器设备上的操作系统，ROM可以包括系统的引导代码，以及处理器可以被配置成用于执行引导代码以将操作系统加载到RAM 804，执行操作系统以将计算机可读代码复制到RAM 804并且执行代码。
网络连接820提供至和来自控制器800的通信。通常，单个网络连接向本地和/或远程网络上的其他设备提供一个或更多个链路，包括虚拟连接。替选地，控制器800可以包括多于一个网络连接(未示出)，每个网络连接向其他设备和/或网络提供一个或更多个链路。
控制器800可以被实现为通过网络分别连接到客户端或服务器的服务器或客户端。
具体实施方式——替选装置——图9至图15
现在参照附图，图9是用于全范围光学样本表征(测试)的装置的示意图，以及图10是装置的分解视图的示意图。在本文献上下文中，可变位置测试装置1450也被称为“MPL装置”或“MPL”。术语“MPL”是指“将板安装在液体中”，其是测试装置1450的典型的非限制性用途。核心MPL装置可以与上述测试装置400类似地配置，并且如对于本领域的技术人员将是明显的是，在当前图中未示出的是支承结构、基座和相关元件。
MPL装置1450可以被配置在分光光度计测量配置(工具)内以创建更完整的MPL测试系统。MPL测试系统提供用于测试和测量——包括但不限于基板材料与入射材料之间的涂层对于相对于板上的涂层的不同角度而言的反射、透射率和色度——的装置和方法。
盖1403附接至MPL圆筒顶部部分1404。测试MPL圆筒1100在MPL圆筒顶部(顶部部分)1404与MPL圆筒底部(底部部分)1406之间。垫圈1405是用于帮助操作地配置MPL测试装置1450的部件的非限制性示例，在该情况下，垫圈1405被设计为放置在槽中并在组装期间被压缩在两个或更多个部件之间，从而在装置的元件之间的界面处形成密封。
类似并且对应于上述测试装置400，测试中的示例性光学材料(光学材料的样本)是放置在MPL测试装置1450中的涂覆板102。MPL圆筒1100在MPL圆筒1100的内部的至少一部分中包括MPL空洞1111。通常，MPL空洞1111是MPL圆筒1100的轴上的中心空洞。MPL空洞1111被定尺寸成接纳光学材料的样本(涂覆板102)的至少核心区域。MPL空洞1111是MPL容纳部1110的内部部分。MPL容纳部1110被密封以用于接纳一定量的流体112，使得流体112围绕涂覆板102的至少核心区域并且与涂覆板102的至少核心区域接触，并且流体112与MPL圆筒1100接触。如对于本领域的技术人员将是明显的是，在本说明书中对MPL空洞1111中的流体112的引用也可以是对MPL容纳部1110中的流体112的引用。在一些实现方式中，MPL圆筒1100的玻璃的折射率与流体112的折射率匹配。在一些实现方式中，MPL圆筒1100和板102由相同的材料制成(因此各自的折射率匹配)。关于折射率的特定匹配和元件折射率之间的差异的范围，本领域的技术人员将认识到允许公差。
当前实施方式的特征是将涂覆板102安装在具有圆对称性的圆筒(MPL圆筒1100)中。这使得能够测量由板102以相对于板102的表面的法线的不同角度——特别是大角度——反射的光。
现在参照附图，图11A是MPL测试装置的截面图的示意图，以及图11B是旋转的截面图。如在当前图中可见，板102优选地定位(安装)为使板的对角线在赤道(见下面的图14A，赤道1100E)上，以增加检查的区域(核心区域)，并且使得能够进行较大的检查角度(angleof inspection，AOI)而没有渐晕(vignetting)。
现在参照附图，图12是包括可变定位机构的MPL测试装置的示意图。MPL测试装置1450的位置可以变化，特别是可选地且优选地改变机械定位的所有六个度。定位包括静止、沿单轴旋转、沿一个或更多个轴旋转、升高和降低，以移动板102以用于测试各种入射角和板的区域。用于改变装置的位置的非限制性示例性实现方式是使用可变定位机构1408A，例如用于准确定位的机械致动器。可变定位机构1408A适当地操作地附接至MPL圆筒底部部分1406并且通常附接至基座(未示出，类似于测试装置400基座402)。示例性实现方式是可变定位机构1408A为转台，转台由MPL圆筒底部部分1406实现，该MPL圆筒底部部分1406具有连接有马达的马达附接区域。可变定位机构1408A改变MPL测试装置1450的位置，因此改变板102的位置。
优选地，MPL圆筒1100应当被安装(配置)成使围绕MPL圆筒1100的障碍物最少化。这使得能够以绕MPL圆筒1100的最大角度范围(基本360度)进行测量，并且因此能够直接观看MPL圆筒1100内的板102。定位销410可以用于将MPL圆筒1100夹持在MPL圆筒顶部部分1404与MPL圆筒底部部分1406之间。在当前图中，示出了两个示例性定位销410。在使用时，应当考虑期望的测量角度而放置这些定位销410，以使销在期望的测试角度范围内引起的阻碍最小化。
MPL圆筒顶部部分1404和MPL圆筒底部部分1406可以用于支承和安装MPL圆筒1100的各种实现方式。例如，MPL圆筒1100可以被夹在顶部部分与底部部分之间，从而有助于使用替选的MPL圆筒1100、顶部部分1404和底部部分1406。例如，可以将顶部部分1404改变为包括不同大小和/或配置的容纳部的第二顶部部分，以测试不同的板。或者例如，可以将由具有第一折射率的第一材料构成的用于测试具有第一折射率的板的圆筒以由具有第二折射率的第二材料构成的用于测试具有第二折射率的板的圆筒代替。在另一示例中，将圆筒、顶部部分和底部部分全部用具有(创建)更宽/更厚容纳部的替选元件代替，以用于测试更厚的板，或者用于创建用于测试不同形状光学样本(例如圆形)的不同形状的容纳部。
控制器800连接至可变定位机构1408A，并且其功能类似于控制器800关于测试装置400和马达408A的操作。为了清楚起见，在所有图中未示出控制器800。可选地，定位物品1107(例如，销)可以提供动态自由度，以将MPL测试装置1450以可代替方式移除以及准确地返回到给定位置。
现在参照附图，图13是用于测试板的MPL圆筒的截面示意图。板102安装在MPL圆筒1100内。板102具有第一侧，其在本文献上下文中被称为“目标反射表面”102L、“目标表面”、“涂覆表面”或“前表面”。目标表面102L通常是要测试的关注的表面，并且可以涂覆有一个或更多个涂层。替选地，目标表面102L可以是未涂覆的。板102具有与第一侧相对的第二侧，其在本文献上下文中被称为“后表面”102R。后表面102R通常是未涂覆的，但是可以涂覆有一个或更多个涂层。为了简单起见，在附图中未示出涂层。为了便于在图中引用，目标表面102L是第一表面，其通常被绘制为朝向页面的左边，MPL圆筒1100和板102的“左侧”。相应地，后表面102R是第二表面，其被绘制为朝向页面的右边，MPL圆筒1100和板102的“右侧”。如上所述(参见图11A和图11B)，板102可以被安装成使得目标反射表面102L处于MPL圆筒1100的直径的中心。MPL圆筒1100具有从外部外表面1100U到相对的外表面的MPL圆筒直径1100D以及从外表面1100U到圆周的环的内表面1100N的MPL圆筒厚度1100T。
与用于测试上述测试装置400的光学装置类似，输入测试光源4提供420A光束420作为光学输入信号。所提供420A的光束可选地由准直光学器件6制备和准直，并且然后垂直于MPL圆筒1100的表面区域被输入420B。光束1420C(经由“左侧”)朝向板102的目标表面102L行进，射在(涂覆的)目标表面102L上。在当前图中，空洞1111是MPL圆筒1100的整个内部部分，流体112填充空洞1111并包围板102，与目标表面102L和后表面102R两者接触。在这种情况下，光束经由左侧行进1420C，穿过流体112，朝向板102的目标表面102L。
法线1115N定义为在核心区域处——在光束1420C射在板102的目标表面102L的位置处——垂直于板102的表面。测试角θ(theta，1115)定义在光束1420C的线与法线1115N之间。与在板102的与测试光源4相对的一侧上的板102的较远的后表面102R相比，在朝向测试光源4的一侧上的板102的目标表面102L较近。
在光束420射在目标表面102L上之后，光束的一部分可以从板102的表面反射，被示为反射输出光束1420F。光束的一部分可以进入并横穿板102(当前图中未示出，类似于例如测试装置400和图4的以上描述)。光束中从板102反射的部分和进入到板中的部分由实现方式的细节确定，例如空洞1111和容纳部1110中的流体112的折射率、输入信号(光束1420C)与板102之间的入射角(测试角θ1115)、任何涂层的折射率和性质、以及板102的折射率。
在当前的反射率测试中，输出光束1420F经由“左侧”行进离开板102的目标表面102L。输出光束1420F经由板102的与朝向板102行进的入射光束1420C相同的一侧而行进离开板102。在流体112填充空洞1111且围绕板102的当前情况下，输出光束1420F从目标表面102L起、穿过流体112、朝向MPL圆筒1100的内表面行进。输出光束1420F垂直于MPL圆筒1100的内表面区域(内部弯曲表面)和外部弯曲表面两者离开420G。输出光束1420F可选地由输出光学器件106制备，并且作为输出信号420H传输到输出光收集器104。当前图中未示出可选的输入线缆6F、输出线缆104F和其他支持元件。如上所述，准直光学器件6和输出光学器件106优选地可通过至少两个自由度被调节，以允许调节光束、初始和随后的校准。
当前实施方式的特征在于，输出光收集器104的位置是可调节的，特别是相对于测试光源4的位置可旋转地调节，其被配置成从测试中的板102接收反射信号。可以基于实现方式的细节(如上所述，例如测试光源4的位置、折射率等)来计算或以其他方式确定(例如实验性地)输出光收集器104的位置。在一个实现方式中，在板102的旋转期间，输出光收集器104同步旋转并且相对于同一轴以板102的旋转角度的两倍旋转。例如，如果板102在MPL圆筒1100的竖直轴上旋转2(二)度，则输出光收集器104将绕MPL圆筒1100的外部旋转4(四)度。在替选实现方式中，可以通过手动检查输出光束420H的位置，或者通过在输出光收集器104处测量输出信号420H的强度并将输出光收集器104定位成使所接收的输出信号420H的强度最大化，来定位输出光收集器104。典型地，板102是竖直的，平行于MPL测试装置1450的高度轴对准。光源4与光收集器104相应地处于水平面中，与MPL圆筒1100的直径对准，并且与板102的表面的法线1115N对准。换言之，输出光收集器104可以被配置在由光源4和法线1115N限定的平面中。
上面已经关于测试装置400和圆筒100描述了经由板102的光束420的透射率的测量。本领域技术人员将能够将以上描述应用于具有MPL圆筒1100的MPL测试装置1450的当前实施方式，并且这里将不做详细描述。
现在参照附图，图14A是截面示意图，而图14B是MPL圆筒的替选实现方式的实现方式的截面示意图。在图14A中，MPL圆筒1100以及相应的板102被定向，并且光收集器104被定位以进行透射率测试。在图14B中，MPL圆筒1100以及相应的板102被定向，并且光收集器104被定位以进行反射率测试。目标反射表面102L与MPL圆筒1100的赤道1100E平行并对准。赤道1100E是圆筒的直径。该图中还示出了从MPL圆筒1100的顶侧到MPL圆筒1100的底侧的MPL圆筒高度1100H，该顶侧用于与MPL圆筒顶部部分1404接触，该底侧用于与MPL圆筒底部部分1406接触。
在图14A的示例性透射率测试实现方式中，板102垂直于输入测试光束420，测试角度θ(1115)为0度(零度，在图中示出作为参考)，并且输出光收集器104位于MPL圆筒1100的第二侧(“右侧”)102R上。注意，在该图中，法线1115N被绘制成稍微偏离光束420，使得可以看到法线1115N。示出了块体材料1100B。在本文献的上下文中，块体材料1100B被称为“块体”，并且在下面描述。
现在还参照附图，图14B是图14A的MPL圆筒从上面以一定角度观察的示意图。为了清楚起见，当前图中没有示出板102。在当前图中，与图14A中不同，测试光源4和输出光收集器104被配置用于板102的反射率测试。输入测试光束420和输出信号420H与目标反射表面102L成斜角。
现在参照附图，图14C是MPL圆筒的替选实现方式的截面示意图。在上述图14A中，测试光束(光束420和输出信号420H)的大部分路径经由流体112穿过MPL圆筒1100。在当前图中，测试光束(420、420H)的大部分路径经由块体1100B并且然后经由少量流体112(相对于通过块体110B的光路的长度或半圆筒MPL圆筒1100的空洞1111中的流体112的尺寸而言小)横穿MPL圆筒1100。在当前图中，MPL圆筒1100并且相应地板102被定向用于反射率测试，如被定位用于反射率测试的光源4和光收集器104那样。目标反射表面102L与MPL圆筒1100的赤道1100E平行并对准。在反射率测试的情况下，示出了光束420相对于板102的法线1115N(或等效地，赤道1100E的法线)成测试角度θ(1115)，并且输出光收集器104位于MPL圆筒1100的与光源4A、块体材料1100B相同的一侧(“左侧”，目标反射表面侧)102L上。
当执行反射率测试时，期望减少或消除来自除了测试中的表面之外的表面的反射。例如，当测试前目标反射表面102L和/或前表面102L上的涂层时，输入光束420的一部分可以经由前表面102L折射进入板102，并且然后从后表面102R反射并折射离开前表面102L，导致一部分不需要的光射在输出光收集器104上，并且干扰测试。例如，从MPL测试圆筒1100的右侧/后侧上的块体1100B和空洞1111中的流体112也可以产生不需要的反射。减少或消除来自后表面102的反射的方法包括在空洞1111中配置非反射材料。替选地或另外，后表面102R可以是粗糙的。替选地或另外，后表面102R可以不平行于前表面102L倾斜。
当前实施方式的特征在于圆形MPL圆筒1100可以至少部分地填充有块体材料1100B。相应地，MPL圆筒1100的内部的一部分形成MPL容纳部1110(其包括MPL空洞1111)，在这种情况下，该部分(MPL空洞1111)小于MPL圆筒1100的内部的整体。在示例性实现方式中，块体1100B通常是与MPL圆筒1100相同的固体材料，对光束420为光学透明。MPL圆筒可以与块体同时构造，作为相同材料的一整件，因此与其他实现方式相比简化了构造。在圆筒内部使用块体1100B材料减少了填充容纳部1110所需的流体112的量，从而减少了在传统浴器实现方式中相对大量的流体的问题。
在基本MPL圆筒1100中，例如图13所示，该圆筒具有圆对称性，材料仅绕圆周，具有圆形内室，该内室产生MPL圆筒1100内部的MPL容纳部1110和MPL空洞1111。然而，这种配置不是限制性的。在当前图中，产生MPL圆筒1100的圆周的材料也部分地填充右侧，基本上几乎完全填充圆形内部的右侧一半，并且形成块体1100B部分。块体1100B通常基本上填充MPL圆筒1100内部的一半(容纳部1110)。块体基本上是半圆形的，并且相应的容纳部1110(空洞1111)基本上是半圆形的。在典型的透射率测试中，例如图14A所示，基本上光束的路径的一半横穿块体材料1100B。在典型的反射率测试中，例如图14B所示，光束的大部分路径将穿过流体112。在典型的反射率测试中，例如图14C所示，光束的大部分路径将穿过块体1100B，这使得大部分路径能够穿过固体材料，并且避免了测试光经由流体传播的已知问题。如本领域所公知的，围绕待测试的光学元件(板102)的流体112会由于流体动力学而影响测量精确度。特别地，流体的量越大，测量精确度的难度越大。因此，期望减少在装置中使用的流体112的量。MPL圆筒1100包括块体1100B部分减少了填充MPL容纳部1110所需的流体112的量，并且因此减少了填充MPL空洞1111所需的流体112的量。使用填充MPL测试装置1450内部的区域的类似构思，以使MPL圆筒1100中的流体112的量最小化，MPL圆筒顶部部分1404和MPL圆筒底部部分1406(当前图中未示出)可以在每个部分的相应底部和顶部处包括固体部分。另外，可以对圆筒的高度(MPL圆筒1100的MPL圆筒高度1100H)进行优化，以将高度降低至进行期望测量所需的最小高度，从而减小MPL容纳部1110的大小。板102可以放置在顶部部分和底部部分中的尺寸最小化的容纳部中，从而使所需的流体量最小化。
如上所述，特别是关于可旋转圆筒100，圆筒和块体可以由玻璃或其他合适的材料制成。替选地，块体可以填充有以下任何固体物，该固体物将不会向涂层的相同方向反射，例如，不透明、非常漫射或沿不同方向偏转。
MPL圆筒1100和流体112可以具有相同的折射率。替选地，MPL圆筒1100和流体112可以具有不同的折射率。例如，MPL圆筒1100可以具有第一折射率，而流体112和板可以具有相同的第二折射率。因此，单个装置可以与各种板102一起操作。
通常，MPL圆筒1100的外表面1100U被抛光以有利于输入测试光束420A垂直输入420B到圆筒。MPL圆筒1100的内表面1100N可以是抛光的或未抛光的。可以通过板102上的涂层所需测量精度来确定MPL圆筒1100的精度(例如外表面1100U光滑度的精度)、尺寸和形状。
现在参照图15，其是MPL圆筒的替选实施方式的示意图。MPL测试装置1450的竖直截面可以是圆形的，如先前图所示(测试MPL圆筒1100)，或者可以是替选的形状，例如中空球1100X的完整或切开部分，如当前图所示。替选地，形状可以是未示出的楔形)。
实施方式可以包括上述测试装置(夹具)400，以及MPL测试装置1450，该MPL测试装置1450安装在通用测量配件(Universal Measurement Accessory，UMA)中。在这些情况下，UMA通常提供输入测试光源4。UMA还提供旋转支架，该旋转支架保持该装置并旋转该装置，从而旋转光学样本。例如，由马达408A实现的转台与底部部分406的马达附接区域408B或定位物品1107连接，从而旋转装置(400，1450)。通常，绕样本的中心进行旋转，特别是绕装置的高度轴进行旋转。UMA通常还提供检测器，例如输出光收集器104。检测器可以在绕光学样本旋转的杠杆(臂)上实现，该杠杆基本上具有与装置的旋转轴相同的旋转轴。
使用这种UMA配置，通过改变装置(400，1450)和检测器的角度旋转，反射光(输入测试光)可以在一定角度范围内瞄准(偏转)到检测器。通常，测试装置(400、1450)和输出光收集器104被配置为具有基本上公共轴的两个元件，每个元件绕公共轴旋转，装置被配置在该轴上，并且收集器绕该装置旋转。
再次参照图6A，上面关于测试装置400描述的光学样本表征的方法的流程图可以应用于MPL测试装置1450。
测试方法610开始于步骤600，其中光束1420垂直于MPL圆筒1100而提供。
在步骤601中，如上所述使用可选配置。
在步骤602中，如上所述，在横穿MPL圆柱体1100、容纳部1110并从板102反射之后，收集输出光。
在步骤604中，如上所述，旋转板102。将板进行旋转之后，可以以新的已知角度再次收集输出光(步骤602)。可以在必要时重复该旋转和收集的循环，以收集关于要测试的期望角度范围的数据(步骤604返回到步骤602)。
在步骤606中，可以对所收集的信号执行可选的计算(处理、信号处理)，可以处理来自所收集的输出光602的数据以计算光学测试的结果，从而确定测试中的光学样本的涂层和/或板102的透射率和/或反射率的品质因数。
在步骤608中，可选地，可以输出、显示、存储和/或传送收集和处理的结果。
注意，上述示例、所用附图标记和示例性计算是用来帮助描述本实施方式。无意的印刷错误、数学错误和/或简化计算的使用无损于本发明的效用和基本优点。
就撰写了没有多项引用的所附权利要求书而言，这样做仅是为了适应不允许这样的多项引用的司法管辖区的形式要求。注意，通过使权利要求多项引用而暗示的所有可能的特征组合明确地想到了并且应当被认为是本发明的一部分。
应当理解的是，以上描述仅意在用作示例，并且在所附权利要求书中限定的本发明的范围内，许多其他实施方式是可能的。

Claims (27)

1.一种用于光学材料样本的光学测试的装置，所述装置包括：
(a)可旋转组件，其包括：
(i)光学透明的广义圆筒，其具有在所述广义圆筒的轴上的中心空洞，所述空洞被定尺寸成接纳所述光学材料样本的至少核心区域，
(ii)包括所述空洞的容纳部，所述容纳部被定尺寸成接纳所述光学材料样本的至少一部分，并且所述容纳部被密封以用于接纳一定量的流体，使得所述流体围绕至少所述核心区域并且与至少所述核心区域接触，并且所述流体与所述广义圆筒接触；
(b)转台，其与所述轴对准并且能够操作以使所述可旋转组件绕所述广义圆筒的高度轴旋转；以及
(c)光学装置：
(i)与所述轴对准，
(ii)包括光源，所述光源垂直于所述广义圆筒的第一侧处的表面区域提供可见光束，并且
(iii)包括接收输出信号的光学检测器，所述输出信号包括所述可见光束从所述表面区域的反射，所述光学检测器垂直于所述广义圆筒的所述第一侧处的表面区域。
2.一种用于光学材料样本的光学测试的装置，所述装置包括：
(a)组件，其包括：
(i)光学透明的广义圆筒，其具有从所述广义圆筒的内表面朝向所述广义圆筒的中心轴部分地填充有块体材料部分的内部，并且所述内部具有从所述广义圆筒的相对内表面延伸并且包括所述轴的空洞部分，所述空洞被定尺寸成接纳所述光学材料样本的至少核心区域，
(ii)包括所述空洞的容纳部，所述容纳部被定尺寸成接纳所述光学材料样本的至少一部分，并且所述容纳部被密封以用于接纳一定量的流体，使得所述流体围绕至少所述核心区域并且与至少所述核心区域接触，并且所述流体与所述广义圆筒以及所述块体的至少一部分接触；以及
(b)光学装置：
(i)与所述轴对准，
(ii)包括光源，所述光源垂直于所述广义圆筒的第一侧处的表面区域提供可见光束，并且
(iii)包括接收输出信号的光学检测器，来自所述可见光束的所述输出信号射在所述核心区域上，所述光学检测器垂直于所述广义圆筒的表面区域。
3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述组件是可旋转组件，并且还包括：
(c)转台，其与所述轴对准并且能够操作以使所述可旋转组件绕所述广义圆筒的高度轴旋转。
4.根据权利要求2所述的装置，其中，所述块体基本上填充所述容纳部的半圆形的一半。
5.根据权利要求2所述的装置，其中，所述块体材料是与所述广义圆筒光学透明材料相同的光学透明材料。
6.根据权利要求1或2所述的装置，还包括：
安装装置，所述安装装置用于接纳所述光学装置并且能够被调节以用于将所述光源与所述光学检测器对准。
7.根据权利要求1或2所述的装置，还包括夹持机构，所述夹持机构固定所述样本相对于所述容纳部的位置。
8.根据权利要求1或3所述的装置，还包括：
马达，其操作地连接至所述可旋转组件并且能够操作以使所述可旋转组件旋转；以及
编码器，其操作地连接至所述可旋转组件并且能够操作以提供至少关于所述可旋转组件的旋转角度的位置信息。
9.根据权利要求1或2所述的装置，其中，所述广义圆筒选自由圆筒和棱柱构成的组。
10.根据权利要求1或2所述的装置，其中，所述广义圆筒、所述样本和所述流体的折射率基本相等。
11.根据权利要求1或2所述的装置，其中，所述流体是折射率匹配流体，并且所述样本和所述流体的折射率基本相等。
12.根据权利要求1或2所述的装置，其中，所述广义圆筒和所述光学材料样本由相同的光学透明固体材料制成。
13.根据权利要求1或3所述的装置，其中，所述广义圆筒基本平行于所述广义圆筒的所述高度轴对称。
14.根据权利要求1或2所述的装置，其中，根据由以下构成的组来定位所述广义圆筒：
(a)静止，
(b)能够沿单个轴旋转，
(c)能够沿多于一个轴旋转，
(d)能够在预定义角度范围内旋转，以及
(e)能够从所述样本的法线旋转±90度。
15.根据权利要求1或2所述的装置，其中，所述样本的所述核心区域是光束遇到所述样本并且执行对所述样本的测试的所述样本中的位置。
16.根据权利要求1或2所述的装置，其中：
(a)所述容纳部具有：
(i)在沿所述广义圆筒的圆筒直径的方向上的容纳部宽度，所述容纳部宽度小于所述圆筒直径；以及
(ii)与所述容纳部宽度不平行的容纳部厚度，所述容纳部厚度在所述广义圆筒的第一侧与第二侧之间；并且
(b)所述样本具有：
(i)在沿所述圆筒直径的方向上的板宽度，所述容纳部宽度大于所述板宽度；以及
(ii)与所述板宽度不平行的板厚度，所述容纳部厚度大于所述板厚度。
17.根据权利要求16所述的装置，其中，所述容纳部宽度与所述板宽度基本平行对准。
18.根据权利要求1或2所述的装置，其中，所述容纳部被配置成包含0.5立方厘米(cc)至50cc的流体。
19.根据权利要求1或2所述的装置，其中，所述样本选自由以下构成的组：
(a)玻璃板；
(b)涂覆玻璃板；
(c)薄膜偏振器；
(d)玻璃偏振器；
(e)塑料偏振器；
(f)分束器；
(g)波片；
(h)光导光学元件(LOE)；
(i)选自由以下构成的组的结构化光学元件：
(i)刻划光栅，
(ii)全息光栅，
(iii)体全息光栅，
(iv)衍射光学元件，
(v)菲涅耳透镜，
(vi)亚波长光子结构，以及
(vii)线栅。
20.根据权利要求1或2所述的装置，其中，所述光学元件涂覆有涂层，所述涂层用于操纵入射到所述样本的光。
21.根据权利要求1或2所述的装置，其中，所述光学装置包括：
准直光学器件，所述准直光学器件制备所述可见光束并且将所述可见光束输入到所述广义圆筒中，所述准直光学器件能够通过具有至少两个自由度被调节。
22.根据权利要求1所述的装置，其中，所述可见光束的光路穿过所述广义圆筒和所述流体，并且所述光路的大部分穿过所述广义圆筒。
23.一种操作地连接至根据权利要求1或3所述的装置的控制器，所述控制器被配置成：
(a)开始垂直于所述广义圆筒的第一侧的表面区域输入可见光束；
(b)定位所述广义圆筒，使得光束路径经由所述广义圆筒的第一侧进行横穿直至到达空洞，然后从所述第一侧横穿到所述空洞中的在所述样本的第一侧的所述流体中、穿过所述样本、穿过所述样本的另一侧的所述流体、进入所述广义圆筒的第二侧，横穿所述第二侧并且作为输出信号垂直于所述广义圆筒的所述第二侧的表面区域离开；以及
(c)激活由所述光学检测器对所述输出信号的捕获。
24.根据权利要求23所述的控制器，所述控制器还被配置成：
(a)在以所述样本相对于所述光束路径的第一角度定位所述广义圆筒之后，
(b)旋转所述广义圆筒，使得所述样本处于相对于所述光束路径的第二角度，
(c)重复所述捕获和所述旋转。
25.一种用于光学材料样本的光学测试的方法，所述方法包括以下步骤：
(a)提供根据权利要求1或3所述的装置；
(b)垂直于所述广义圆筒的第一侧的表面区域输入可见光束；
(c)定位所述广义圆筒，使得光束路径经由所述广义圆筒的第一侧进行横穿直至到达所述空洞，然后从所述第一侧横穿到所述空洞中的在所述样本的第一侧的所述流体中、穿过所述样本、穿过所述样本的另一侧的所述流体、进入所述广义圆筒的第二侧，横穿所述第二侧并且作为输出信号垂直于所述广义圆筒的所述第二侧的表面区域离开；以及
(d)由所述光学检测器捕获所述输出信号。
26.根据权利要求25所述的方法，还包括以下步骤：
(a)在以所述样本相对于所述光束路径的第一角度进行所述定位之后；
(b)旋转所述广义圆筒，使得所述样本处于相对于所述光束路径的第二角度；以及
(c)重复所述捕获和所述旋转。
27.根据权利要求26所述的方法，还包括以下步骤：处理通过所述捕获收集到的数据以计算所述光学测试的结果。
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