CN116072245A - 于光学镀膜时通过透过式光控计算镀膜材料折射率的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种于光学镀膜时通过透过式光控计算镀膜材料折射率的方法，其包括获取未镀膜平面监控片于真空状态下的透过率T0；计算未镀膜平面监控片于所述真空状态下的单面反射率系数R0和折射率Ns；获取镀膜过程中的镀膜材料的最值透过率T；计算镀膜材料的最值透过系数Te和于光学镀膜状态下的镀膜材料折射率Nf。本发明提供的于光学镀膜时通过透过式光控计算镀膜材料折射率的方法，基于透射式光控原理，实现获得于光学镀膜过程中镀膜材料的精确折射率的计算过程和公式，该方法对于光学镀膜透过式监控的平面玻璃监控片监控具有普适性。

Description

于光学镀膜时通过透过式光控计算镀膜材料折射率的方法
技术领域
本发明涉及光学镀膜技术领域，具体涉及一种于光学镀膜时通过透过式光控计算镀膜材料折射率的方法。
背景技术
通常所用的光学式透过式光控镀膜设备，为了得到镀膜所得的分光曲线以达到目标分光要求，比较关键的是对光学介质膜的折射率的计算和把握，而折射率有两钟状态：一是于常温下常态的折射率，也就是利用分光光度计测试出透过或反射分光曲线所计算出来的折射率；另一种是镀膜过程中于真空状态、高温(镀膜时设定的镀膜温度在195度以上)、离子源下不断轰击状态，电子枪不断镀膜引起的镀膜材料蒸镀高温引起的温升状态下所产生的折射率，且经研究得知，要得出镀膜状态下的的物理厚度对镀膜状态下的折射率精确度要求较高。
为了得到精确镀膜厚度须得到镀膜过程中镀膜材料的折射率才可以通过：折射率(N)*镀膜时物理厚度(D)＝1/4*监控波长(λ)*QWOT，从而得到比较精确的镀膜厚度，因此，计算获得镀膜过程中镀膜材料的折射率是至关重要的。
在现有的折射率测定方法中，只可以通过分光光度计测出反射或透过曲线进行计算，但出来的结果只能是常温常压常态下的折射率，分光光度计测定方法是不能得出镀膜材料在光学镀膜状态下(真空，高温，离子源不断轰击和电子枪不断蒸发)的精确折射率。
发明内容
为了克服上述技术问题，本发明公开了一种于光学镀膜时通过透过式光控计算镀膜材料折射率的方法。
本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：
一种于光学镀膜时通过透过式光控计算镀膜材料折射率的方法，其包括以下步骤：
步骤1，获取未镀膜平面监控片于真空状态下的透过率T0；
步骤2，计算所述未镀膜平面监控片于所述真空状态下的单面反射率系数R0；
步骤3，计算所述未镀膜平面监控片于所述真空状态下的折射率Ns；
步骤4，获取镀膜过程中的镀膜材料的最值透过率T，于所述光学镀膜状态下在不断镀膜过程中透过率数值不断在变化，当达到极值点或最值点时的最值透过率T；
步骤5，计算所述镀膜过程的最值透过系数Te，于所述光学镀膜状态下在不断镀膜过程中透过率数值不断在变化，当达到极值点或最值点时的最值透过系数Te；
步骤6，计算所述镀膜材料于所述光学镀膜状态下的镀膜材料折射率Nf。
上述的于光学镀膜时通过透过式光控计算镀膜材料折射率的方法，其中在所述步骤2中，所述未镀膜平面监控片于所述真空状态下的的单面反射率系数R0的计算公式为：
Figure BDA0004069628240000021
其中，所述T0为所述未镀膜平面监控片于所述真空状态下的透过率，单位为％。
上述的于光学镀膜时通过透过式光控计算镀膜材料折射率的方法，其中在所述步骤3中，所述未镀膜平面监控片于所述真空状态下的折射率Ns的计算公式为：
Figure BDA0004069628240000022
其中，所述R0为所述未镀膜平面监控片于所述真空状态下的单面反射率系数。
上述的于光学镀膜时通过透过式光控计算镀膜材料折射率的方法，其中在所述步骤5中，所述镀膜过程的最值透过系数Te的计算公式为：
Te＝T×0.01
其中，所述T为镀膜过程中的所述镀膜材料的最值透过率，单位为％。
上述的于光学镀膜时通过透过式光控计算镀膜材料折射率的方法，其中在所述步骤6中，所述镀膜材料于所述光学镀膜状态下的镀膜材料折射率Nf的计算公式为：
Figure BDA0004069628240000031
其中，所述N0为空气折射率，所述Ns为所述未镀膜平面监控片于所述真空状态下的折射率，所述Te为所述镀膜过程的最值透过系数。
本发明的有益效果为：本发明提供的于光学镀膜时通过透过式光控计算镀膜材料折射率的方法，基于透射式光控原理，利用未镀膜平面监控片于真空状态下的透过率T0，计算获得其单面反射率系数R0和折射率Ns，并利用镀膜后的镀膜材料的最值透过率T，计算获得其最值透过系数Te，最终计算获得镀膜材料于光学镀膜状态下的镀膜材料折射率Nf，以实现获得于光学镀膜过程中镀膜材料的精确折射率的计算过程和公式，该方法对于光学镀膜透过式监控的平面玻璃监控片监控具有普适性。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明作进一步说明，以使本发明技术方案更易于理解、掌握，而非对本发明进行限制。
为了获得于光学镀膜过程中镀膜材料的折射率，本发明基于透射式光控原理，得到于光学镀膜过程中镀膜材料的精确折射率的计算过程和公式。
所述透射式光控原理为：于光学式透过式光控镀膜设备中定位取空点R(透过100％)、暗点D(透过为0％)和样品点S(需镀膜的平面基板)三点的位置，其中所述空点R为不放置样品时供光线透过100％的测量点，所述暗点D为完全遮挡不供光线透过的测量点，所述样品点为放置样品时透射式光控监控的测量点，通过光电转换，将三个点的光量值转为电压值，经所述空点、暗点和样品点分别在对应的位置点检测出对应点的电压值，通过比较三个点的电压值，获得样品透过率公式：
Figure BDA0004069628240000041
通过上述的样品透过率公式，可计算得到样品透过率T，把每一秒的曲线连接起来即为透过率监控曲线。
本发明提供的一种于光学镀膜时通过透过式光控计算镀膜材料折射率的方法，其包括以下步骤：
步骤1，获取未镀膜平面监控片于真空状态下的透过率T0；
其中，所述真空状态为高温(温度为195℃以上)、真空、离子源不断轰击的状态；
基于透射式光控原理，获取所述未镀膜平面监控片的基线、零线和样品曲线，依据
Figure BDA0004069628240000042
的公式，获得未镀膜平面监控片于真空状态下的透过率T0，单位为％；
步骤2，计算所述未镀膜平面监控片于所述真空状态下的单面反射率系数R0；
其中，所述未镀膜平面监控片于所述真空状态下的的单面反射率系数R0的计算公式为：
Figure BDA0004069628240000043
步骤3，计算所述未镀膜平面监控片于所述真空状态下的折射率Ns；
其中，所述未镀膜平面监控片于所述真空状态下的折射率Ns的计算公式为：
Figure BDA0004069628240000044
步骤4，获取镀膜过程中的镀膜材料的最值透过率T，于所述光学镀膜状态下在不断镀膜过程中透过率数值不断在变化，当达到极值点或最值点时的最值透过率T；
其中，所述光学镀膜状态为于高温(温度为195℃以上)、真空、离子源不断轰击和电子枪蒸镀的状态；
基于透射式光控原理，获取于光学镀膜过程中的所述空点、暗点和样品点分别在对应的位置点检测出光量值对应点的光电转换的电压值，通过比较三个点的电压值，依据
Figure BDA0004069628240000051
的公式，获得镀膜后的所述镀膜材料的透过率T，单位为％；
步骤5，计算所述镀膜过程的最值透过系数Te，于所述光学镀膜状态下在不断镀膜过程中透过率数值不断在变化，当达到极值点或最值点时的最值透过系数Te；
其中，所述镀膜过程的最值透过系数Te的计算公式为：
Te＝T×0.01
具体地，根据实际测量情况，所述最值透过率Te为最高透过率或最低透过率；
步骤6，计算所述镀膜材料于所述光学镀膜状态下的镀膜材料折射率Nf。
其中，所述镀膜材料于所述光学镀膜状态下的镀膜材料折射率Nf的计算公式为：
Figure BDA0004069628240000052
其中，所述N0为空气折射率，约为1。
现根据本发明的计算方法详细描述如下实施例：
实施例1，本实施例取一未镀膜的平面玻璃产品作为未镀膜平面监控片，并以该未镀膜平面监控片作为透过式光控监控片，经测算，该未镀膜平面监控片于真空状态下的透过率T0为92.57％；
根据T0计算该未镀膜平面监控片于真空状态下的单面反射率系数R0和于真空状态下的折射率Ns，即得R0为0.03715，Ns为1.477527；
将所述未镀膜平面监控片进行光学镀膜得到镀膜材料，经测算，所述镀膜材料的最值透过率T为72.5％；
根据T，以空气折射率N0为1，计算所述镀膜过程的最值透过系数Te和所述镀膜材料于所述光学镀膜状态下的镀膜材料折射率Nf，即得Te为0.725，Nf为2.1762。
本发明提供的于光学镀膜时通过透过式光控计算镀膜材料折射率的方法，基于透射式光控原理，利用未镀膜平面监控片于真空状态下的透过率T0，计算获得其单面反射率系数R0和折射率Ns，并利用镀膜后的镀膜材料的最值透过率T，计算获得其最值透过系数Te，最终计算获得镀膜材料于光学镀膜状态下的镀膜材料折射率Nf，以实现获得于光学镀膜过程中镀膜材料的精确折射率的计算过程和公式，该方法对于光学镀膜透过式监控的平面玻璃监控片监控具有普适性。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术手段和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。故凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明之形状、构造及原理所作的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种于光学镀膜时通过透过式光控计算镀膜材料折射率的方法，其特征在于，其包括以下步骤：
步骤1，获取未镀膜平面监控片于真空状态下的透过率T0；
步骤2，计算所述未镀膜平面监控片于所述真空状态下的单面反射率系数R0；
步骤3，计算所述未镀膜平面监控片于所述真空状态下的折射率Ns；
步骤4，获取镀膜过程中的镀膜材料的最值透过率T，于所述光学镀膜状态下在不断镀膜过程中透过率数值不断在变化，当达到极值点或最值点时的最值透过率T；
步骤5，计算所述镀膜过程的最值透过系数Te，于所述光学镀膜状态下在不断镀膜过程中透过率数值不断在变化，当达到极值点或最值点时的最值透过系数Te；
步骤6，计算所述镀膜材料于所述光学镀膜状态下的镀膜材料折射率Nf。
2.根据权利要求1所述的于光学镀膜时通过透过式光控计算镀膜材料折射率的方法，其特征在于，在所述步骤2中，所述未镀膜平面监控片于所述真空状态下的单面反射率系数R0的计算公式为：
Figure FDA0004069628230000011
其中，所述T0为所述未镀膜平面监控片于所述真空状态下的透过率，单位为％。
3.根据权利要求2所述的于光学镀膜时通过透过式光控计算镀膜材料折射率的方法，其特征在于，在所述步骤3中，所述未镀膜平面监控片于所述真空状态下的折射率Ns的计算公式为：
Figure FDA0004069628230000012
其中，所述R0为所述未镀膜平面监控片于所述真空状态下的单面反射率系数。
4.根据权利要求3所述的于光学镀膜时通过透过式光控计算镀膜材料折射率的方法，其特征在于，在所述步骤5中，所述镀膜过程的最值透过系数Te的计算公式为：
Te＝T×0.01
其中，所述T为镀膜过程中的所述镀膜材料的最值透过率，单位为％。
5.根据权利要求4所述的于光学镀膜时通过透过式光控计算镀膜材料折射率的方法，其特征在于，在所述步骤6中，所述镀膜材料于所述光学镀膜状态下的镀膜材料折射率Nf的计算公式为：
Figure FDA0004069628230000021
其中，所述N0为空气折射率，所述Ns为所述未镀膜平面监控片于所述真空状态下的折射率，所述Te为所述镀膜过程的最值透过系数。
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