CN219871006U - 一种镀膜材料折射率计算用的反射式光控系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种镀膜材料折射率计算用的反射式光控监控系统，其包括光控光源、真空室、光控单波长控制器和光控感光系统；于真空室内设置有真空室内光纤和反射式光控监控片，真空室内光纤和反射式光控监控片之间设置有聚焦透镜，真空室内光纤的光纤端面和聚焦透镜的中心处于同一中轴线；光控光源包括斩波器，光控光源与真空室内光纤通过真空室外部第一光纤光性连接，光控单波长控制器、光控感光系统与真空室内光纤通过真空室外部第二光纤光性连接；光控感光系统包括反射光量值获取组件和计算组件。本实用新型基于反射式光控原理，兼用于未镀膜前和镀膜后的光反射信号分析，实现镀膜材料于光学镀膜过程中镀膜材料折射率计算的精确性和规范性。
Description
技术领域
本实用新型涉及光学镀膜反射式光控监控系统技术领域，具体涉及一种镀膜材料折射率计算用的反射式光控监控系统。
背景技术
通常所用的光学式反射式光控镀膜设备，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，而折射率有两种状态：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，对镀膜厚度的计算在镀膜状态下的折射率把握精确度较高。
为了获得精确镀膜必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真空，高温，离子源不断轰击和电子枪不断蒸发状态下的折射率。
实用新型内容
为了克服上述技术问题，本实用新型公开了一种光学镀膜中镀膜材料折射率计算用的反射式监控光控系统。
本实用新型为实现上述目的所采用的技术方案是：
一种镀膜材料折射率计算用的反射式光控监控系统，其包括光控光源、真空室、光控单波长控制器和光控感光系统；
于所述真空室内设置有真空室内光纤和反射式光控监控片，所述真空室内光纤和所述反射式光控监控片之间设置有聚焦透镜，所述真空室内光纤的光纤端面和所述聚焦透镜的中心处于同一中轴线；
所述光控光源包括斩波器，所述光控光源与所述真空室内光纤通过真空室外部第一光纤光路连接，所述光控单波长控制器、所述光控感光系统与所述真空室内光纤通过真空室外部第二光纤光路连接；
所述光控感光系统包括电性连接的反射光量值获取组件和计算组件。
上述的镀膜材料折射率计算用的反射式光控系统，其中所述真空室内光纤的通光方向垂直于所述反射式光控监控片的所在平面。
上述的镀膜材料折射率计算用的反射式光控系统，其中所述真空室外部第一光纤和所述真空室外部第二光纤的分光比为50：50。
上述的镀膜材料折射率计算用的反射式光控系统，其中所述反射光量值获取组件包括与所述真空室外部第二光纤光性连接的光电转换电路，所述光控单波长控制器发出单波长光，该单波长光再转到光电感应的所述光电转换电路，所述光电转换电路用于将所述反射式光控监控片于真空状态下由反射光量值通过光电转换成电压值。
上述的镀膜材料折射率计算用的反射式光控系统，其中所述计算组件包括电性连接的第一计算模块、第二计算模块、第三计算模块、第四计算模块和第五计算模块，所述第一计算模块和第二计算模块分别与所述第一反射光量值获取模块电性连接，所述第三计算模块、第四计算模块和第五计算模块分别与所述第二反射光量值获取模块电性连接；
所述第一计算模块用于计算所述反射式光控监控片于未镀膜前真空状态下的反射率系数，所述第二计算模块用于计算所述反射式光控监控片于真空状态下的折射率，所述第三计算模块用于计算所述反射式光控监控片于光学镀膜光量值到达极值状态下的反射系数，所述第四计算模块用于计算所述反射式光控监控片在光学镀膜光量值到达极值状态下的反射率系数，所述第五计算模块用于计算光学镀膜材料的折射率。
本实用新型的有益效果为：本实用新型基于光学镀膜反射式光控原理，所述光控光源发光，光源发光先通过斩波器，后依次通过所述真空室外部第一光纤和所述真空室内光纤传输至所述聚焦透镜上，再通过所述聚焦透镜将光传输至所述反射式光控监控片，所述反射式光控监控片反射光以使光线反射回至所述聚焦透镜，再依次通过所述真空室内光纤和所述真空室外部第二光纤传输至所述光控单波长控制器出单波长光，单波长光再传输至所述光控感光系统中，以获得反射光量值中的光电转换为电压值，其中，基于预先设定所述光学镀膜状态的起始光控光量值，所述反射光量值获取组件获取所述反射式光控监控片未镀膜时由反射光量值通过光电转换成的电压值，通过设定一个起始光量值，比较电压值和起始光控光量值，进而获取镀膜过程中所述反射式光控监控片达到极值点时的光量最值反射光量值；基于此，再经由所述计算组件通过计算所述反射式光控监控片于未镀膜时的反射率系数、折射率和反射系数、以及于光学镀膜状态下光控光量曲线达到极值点时的最值反射率系数，最终计算镀膜材料的折射率；所述反射式光控系统同时兼用于未镀膜前和镀膜后的光反射信号分析，实现镀膜材料于光学镀膜过程中折射率计算的精确性和规范性，对于光学镀膜中反射式光控系统具有适用性。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1为本实用新型的结构正视示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本实用新型作进一步说明，以使本实用新型的技术方案更易于理解、掌握，而非对本实用新型进行限制。
实施例：参见图1，本实施例提供的一种镀膜材料折射率计算用的反射式光控系统，其包括光控光源1、真空室、光控单波长控制器和光控感光系统2；所述光控单波长控制器用于保持所述光控光源1的指向单一波长以用于监控；
于所述真空室内设置有真空室内光纤3和反射式光控监控片5，所述真空室内光纤3和所述反射式光控监控片5之间设置有聚焦透镜4，所述真空室内光纤3的光纤端面和所述聚焦透镜4的中心处于同一中轴线；
所述光控光源包括斩波器，所述光控光源1与所述真空室内光纤3通过真空室外部第一光纤6光路连接，所述光控单波长控制器、所述光控感光系统2与所述真空室内光纤3通过真空室外部第二光纤7光性连接；
所述光控感光系统2包括电性连接的反射光量值获取组件和计算组件。
具体地，本实用新型基于光学镀膜反射式光控原理，所述光控光源1发光，光源发光先通过所述斩波器，后依次通过所述真空室外部第一光纤6和所述真空室内光纤3传输至所述聚焦透镜4上，再通过所述聚焦透镜4将光传输至所述反射式光控监控片5，所述反射式光控监控片5反射光以使光线反射回至所述聚焦透镜4，再依次通过所述真空室内光纤3和所述真空室外部第二光纤7传输至所述光控单波长控制器发出单波长光传输至所述光控感光系统2中，以获得光控单波长控制器控制的单一波长光的反射光量值中的光电转换为电压值，其中，基于预先设定所述光学镀膜状态的起始光控光量值，所述反射光量值获取组件获取所述反射式光控监控片5未镀膜时由反射光量值通过光电转换成的电压值，通过比较电压值和起始光控光量值，进而获取镀膜后所述反射式光控监控片5在不断镀膜过程中光量不断变化，当变化达到极值点时的最值反射光量值；基于此，再经由所述计算组件通过计算所述反射式光控监控片5于未镀膜时的反射率系数、折射率和反射系数、以及于光学镀膜状态下镀膜过程中光控光量数值达到极值点时的反射率系数，最终计算镀膜材料的折射率；所述反射式光控系统同时兼用于未镀膜前和镀膜后的光反射信号分析，实现镀膜材料于光学镀膜过程中折射率计算的精确性和规范性，对于光学镀膜中反射式光控系统具有适用性。
较佳地，所述真空室内光纤3的通光方向垂直于所述反射式光控监控片5的所在平面，由所述光控光源1发出的光沿着设定的光路先后两次经过所述聚焦透镜4，进一步提高折射率的计算精确性。
优选地，所述真空室外部第一光纤6和所述真空室外部第二光纤7的分光比为50：50。
较佳的，所述反射光量值获取组件包括与所述真空室外部第二光纤7光性连接的光电转换电路，所述光控单波长控制器发出单波长光，该单波长光再转到光电感应的所述光电转换电路，所述光电转换电路用于将所述反射式光控监控片5于真空状态下由反射光量值通过光电转换成电压值，由于在光学镀膜过程中反射光量值会发生变化，所述光电转换电路及时转换为相应的电压值。
进一步地，基于预先设定所述光学镀膜状态的起始光控光量值S，所述光电转换电路获取所述反射式光控监控片5于真空状态下由反射光量值通过光电转换成的电压值V，通过比较电压值和起始光控光量值，所述反射光控监控片的最值反射光量值E，其中，于所述光学镀膜状态下在不断镀膜过程中光量值的数值不断在变化，当达到极值点时为最值反射光量值E。
较佳地，所述计算组件包括电性连接的第一计算模块、第二计算模块、第三计算模块、第四计算模块和第五计算模块，所述第一计算模块和第二计算模块分别与所述第一反射光量值获取模块电性连接，所述第三计算模块、第四计算模块和第五计算模块分别与所述第二反射光量值获取模块电性连接；
所述第一计算模块用于计算所述反射式光控监控片5于未镀膜前真空状态下的反射率系数，所述第二计算模块用于计算所述反射式光控监控片5于真空状态下的折射率，所述第三计算模块用于计算所述反射式光控监控片5于光学镀膜状态下的反射系数，所述第四计算模块用于计算所述反射式光控监控片5在光学镀膜光量值达到极值状态下的反射率系数，其中于所述光学镀膜状态下在不断镀膜过程中光量值的数值不断在变化，当达到极值点时的反射率系数Rf；所述第五计算模块用于计算光学镀膜材料的折射率，其中于所述光学镀膜状态下在不断镀膜过程中光量值的数值不断在变化，当达到极值点时通过反射率系数Rf计算镀膜材料的折射率Nf。
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；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。
进一步地，所述光控感光系统2还包括设定输入组件，所述设定输入组件用于供工作人员设定光学镀膜状态的起始光控光量值S，单位为％。
具体地，所述第一计算模块根据所述反射式光控监控片5于未镀膜前真空状态下由反射光量值通过光电转换成的电压值V，通过的公式，算得所述反射式光控监控片5于真空状态下的反射率系数R0；
所述第二计算模块根据所述反射式光控监控片5于所述真空状态下的反射率R0，通过的公式，算得所述反射式光控监控片5于所述真空状态下的折射率Ns；
所述第三计算模块根据所述反射式光控监控片5于真空状态下的反射率R0，通过C1＝R0×R0×100的公式，算得所述反射式光控监控片5于所述光学镀膜状态下的反射系数C1；
所述第四计算模块根据所述反射式光控监控片5的最值反射光量值E、所述起始光控光量值S、所述反射式光控监控片5于所述光学镀膜状态下的反射系数C1、所述反射式光控监控片5于真空状态下的反射率系数R0，通过 的公式，算得所述反射光控监控片5在光学镀膜光量值达到极值状态下的反射率系数Rf；
所述第五计算模块根据所述反射式光控监控片5于未镀膜时的折射率Ns、所述反射式光控监控片5于光学镀膜状态下光控光量曲线达到极值点时的反射率Rf，通过的公式，算得镀膜材料于光学镀膜状态下光控光量曲线达到极值点时的折射率Nf。
本实用新型设计合理巧妙，基于光学镀膜反射式光控原理，所述光控光源发光，光源发光先通过斩波器，后依次通过所述真空室外部第一光纤和所述真空室内光纤传输至所述聚焦透镜上，再通过所述聚焦透镜将光传输至所述反射式光控监控片，所述反射式光控监控片反射光以使光线反射回至所述聚焦透镜，再依次通过所述真空室内光纤和所述真空室外部第二光纤传输至所述光控单波长控制器出单一波长光再传输至所述光控感光系统中，以获得反射光量值中的光电转换为电压值，其中，基于预先设定所述光学镀膜状态的起始光控光量值，所述反射光量值获取组件获取所述反射式光控监控片未镀膜时由反射光量值通过光电转换成的电压值，通过比较电压值和起始光控光量值，进而获取镀膜过程中反射光量值不断变化所述反射式光控监控片反射光量值变化达到极值点时的最值反射光量值；基于此，再经由所述计算组件通过计算所述反射式光控监控片于未镀膜时的反射率系数、折射率和反射系数、以及于光学镀膜状态下光控光量曲线达到极值点时的反射率系数，最终计算镀膜材料于光学镀膜状态下光控光量曲线达到极值点时的折射率；所述反射式光控系统同时兼用于未镀膜前和镀膜后的光反射信号分析，实现镀膜材料于光学镀膜过程中折射率计算的精确性和规范性，对于光学镀膜中反射式光控系统具有适用性。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型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实用新型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。故凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型之形状、构造及原理所作的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围。
Claims (5)
1.一种镀膜材料折射率计算用的反射式光控系统，其特征在于，其包括光控光源、真空室、光控单波长控制器和光控感光系统；
于所述真空室内设置有真空室内光纤和反射式光控监控片，所述真空室内光纤和所述反射式光控监控片之间设置有聚焦透镜，所述真空室内光纤的光纤端面和所述聚焦透镜的中心处于同一中轴线；
所述光控光源包括斩波器，所述光控光源与所述真空室内光纤通过真空室外部第一光纤光性连接，所述光控单波长控制器、所述光控感光系统与所述真空室内光纤通过真空室外部第二光纤光性连接；
所述光控感光系统包括电性连接的反射光量值获取组件和计算组件。
2.根据权利要求1所述的镀膜材料折射率计算用的反射式光控系统，其特征在于，所述真空室内光纤的通光方向垂直于所述反射式光控监控片的所在平面。
3.根据权利要求2所述的镀膜材料折射率计算用的反射式光控系统，其特征在于，所述真空室外部第一光纤和所述真空室外部第二光纤的分光比为50：50。
4.根据权利要求3所述的镀膜材料折射率计算用的反射式光控系统，其特征在于，所述反射光量值获取组件包括与所述真空室外部第二光纤光性连接的光电转换电路，所述光控单波长控制器发出单波长光，该单波长光再转到光电感应的所述光电转换电路，所述光电转换电路用于将所述反射式光控监控片于真空状态下由反射光量值通过光电转换成电压值。
5.根据权利要求4所述的镀膜材料折射率计算用的反射式光控系统，其特征在于，所述计算组件包括电性连接的第一计算模块、第二计算模块、第三计算模块、第四计算模块和第五计算模块，所述第一计算模块和第二计算模块分别与第一反射光量值获取模块电性连接，所述第三计算模块、第四计算模块和第五计算模块分别与第二反射光量值获取模块电性连接；
所述第一计算模块用于计算所述反射式光控监控片于未镀膜前真空状态下的反射率系数，所述第二计算模块用于计算所述反射式光控监控片于真空状态下的折射率，所述第三计算模块用于计算所述反射式光控监控片于光学镀膜到达极值状态下的反射系数，所述第四计算模块用于计算所述反射式光控监控片在光学镀膜光量值达到极值状态下的反射率系数，所述第五计算模块用于计算光学镀膜材料的折射率。
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