KR20200140349A

KR20200140349A - 광학 샘플 특성화

Info

Publication number: KR20200140349A
Application number: KR1020207031948A
Authority: KR
Inventors: 차임 알다그; 조피아 라비; 드로 헤르모니; 조나단 겔베르그; 요셉 라비앙; 네타넬 골드스테인; 엘라드 샬린; 엘라드 라비; 코비 그린스테인; 아미르 샤피라; 모데차이 길로; 지온 아이센펠드
Original assignee: 루머스 리미티드
Priority date: 2018-04-08
Filing date: 2019-04-07
Publication date: 2020-12-15
Also published as: WO2019197959A1; EP3775827A1; IL277715B1; JP7389491B2; US20220091037A1; IL277715A; TWI816772B; CN112005091A; US20210055218A1; US11221294B2; EP3775827B1; JP2021519419A; EP3775827A4; US11662311B2; CN112005091B; IL277715B2; TW202004150A

Abstract

본 발명은 광학 샘플 특성화를 위한 장치 및 방법에 관한 것으로, 이에 의해 공기보다 높은 굴절률을 갖는 코팅된 글라스 플레이트를 통해 광 전파 각도의 전 범위 내 임의의 이산 각도에서 투과율 또는 반사율과 같은 측정 및 테스트를 용이하게 한다. 회전 가능식 어셈블리는 중공을 구비한 실린더, 및 중공을 구비한 리셉터클을 포함한다. 또한, 리셉터클은 실린더 및 코팅된 플레이트의 굴절률과 일치하는 굴절률을 갖는 유체를 포함한다. 광학 광선은 실린더 표면에 수직으로 입력되고 실린더를 통과한 다음 코팅을 거쳐 굴절율 매칭 유체, 코팅된 글라스 플레이트, 유체, 실린더의 다른쪽 측면을 통과한 후, 분석을 위해 수집된다. 적어도 부분적으로 코팅된 플레이트를 둘러싼 굴절율 매칭 유체로 인해, 플레이트가 전 각도 범위(±90°등)에 대해 회전함으로서, 코팅의 전체 각도 범위에 대한 테스트가 가능하도록 구성된다.

Description

광학 샘플 특성화

본 발명은 일반적으로 광학 테스트에 관한 것으로, 특히 코팅의 전체 각도 범위에 대한 테스트에 관한 것이다.

광학 부재, 특히 코팅을 측정하기 위한 현재의 기술은 작은 범위의 각도 또는 작은 세트의 개별 각도로 제한되는 한편, 및/또는 굴절로 인해 심각한 문제를 갖고 있다. 따라서, 일반적으로 측정 결과에 대한 일관성 및/또는 정확성이 부족하다.

본 발명의 목적은 상기 언급된 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 광학 재료 샘플의 광학 테스트를 위한 장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 실시예의 교시에 따르면, 광학 재료 샘플의 광학 테스트를 위한 장치가 제공되며, 상기 장치는 회전 가능식 어셈블리; 및 광학 기구;를 포함하고, 상기 회전 가능식 어셈블리는: 일반 실린더(일반 실린더의 축선 상에 중앙 중공을 구비하며, 중공은 광학 재료 샘플의 적어도 코어 영역을 수용하도록 크기가 정해짐); 턴테이블(턴테이블은 축선과 정렬되는 한편 일반 실린더의 종방향 축선을 중심으로 회전 가능식 어셈블리를 회전시키도록 작동 가능함); 및 리셉터클(리셉터클은 중공을 구비하고 광학 재료의 샘플의 적어도 일부를 수용하도록 크기가 정해지는 한편, 소정의 굴절율 매칭 유체를 수용하도록 밀봉됨으로써, 유체가 적어도 코어 영역을 둘러싸고 접촉하는 한편 일반 실린더와 접촉하도록 구성됨);을 포함하며, 상기 광학 기구는 축선과 정렬되고, 일반 실린더의 제 1 측면에서 표면 영역에 수직으로 광학 광선을 제공하는 광원을 포함하고, 및 일반 실린더의 제 2 측면에서 표면 영역에 수직으로 광학 광선을 수용하는 광학 검출기를 포함한다.

선택적 실시예에서, 상기 장치는 광학 기구를 수용하는 한편 광원과 광학 검출기를 정렬하도록 조정 가능한 장착 기구를 더 포함한다. 또 다른 선택적 실시예에서, 상기 장치는 리셉터클에 대한 샘플의 위치를 고정하기 위한 고정 기구를 더 포함한다. 또 다른 선택적 실시예에서, 상기 장치는 회전 가능식 어셈블리에 작동 가능하게 연결되는 한편 회전 가능식 어셈블리를 회전시키도록 작동 가능한 모터(motor), 및 회전 가능식 어셈블리에 작동 가능하게 연결되는 한편 적어도 회전 가능식 어셈블리의 회전 각도에 관한 위치 정보를 제공하도록 작동 가능한 인코더(encoder)를 더 포함한다.

또 다른 선택적 실시예에서, 일반 실린더는 실린더 및 프리즘으로 구성된 그룹으로부터 선택된다.

또 다른 선택적 실시예에서, 일반 실린더, 샘플 및 유체의 굴절률은 실질적으로 동일하다. 또 다른 선택적 실시예에서, 일반 실린더 및 광학 재료 샘플은 광학적으로 투명한 고체 재료로 동일하게 제조된다. 또 다른 선택적인 실시예에서, 일반 실린더는 일반 실린더의 종방향 축선에 대해 실질적으로 대칭으로 평행하도록 구성된다.

또 다른 선택적 실시예에서, 일반 실린더는 고정식; 단일 축선에서 회전 가능식; 하나 이상의 축선에서 회전 가능식; 사전 정의된 각도 범위에서 회전 가능식; 및 샘플에 대한 법선으로부터 ±90도 회전 가능식;으로 구성된 그룹에 따라 배치된다. 또 다른 선택적 실시예에서, 샘플의 코어 영역은 광선과 샘플이 조우하는 한편 샘플의 테스트가 수행되는 샘플의 위치로 정의된다.

또 다른 선택적 실시예에서, 리셉터클은 일반 실린더의 실린더 직경을 따르는 방향의 리셉터클 폭(리셉터클 폭은 실린더 직경보다 작음); 및 리셉터클 폭에 대해 평행하지 않은 리셉터클 두께(리셉터클 두께는 일반 실린더의 제 1 측면과 제 2 측면 사이임);를 구비하고, 샘플은 실린더 직경을 따르는 방향의 플레이트 폭(리셉터클 폭은 플레이트 폭보다 큼); 및 플레이트 폭에 대해 평행하지 않은 플레이트 두께(리셉터클 두께는 플레이트 두께보다 큼);를 구비한다.

또 다른 선택적 실시예에서, 리셉터클 폭 및 플레이트 폭은 실질적으로 평행하게 정렬된다. 또 다른 선택적 실시예에서, 리셉터클은 0.5 입방 센티미터(cc) 내지 50 cc의 유체를 포함하도록 구성된다.

또 다른 선택적 실시예에서, 샘플은 글라스 플레이트, 코팅된 글라스 플레이트(glass plate), 박막 편광판(polarizer), 플라스틱 편광판 및 1/4 파장 필터로 구성된 그룹으로부터 선택된다. 또 다른 선택적 실시예에서, 광학 부재는 코팅으로 피복되며, 코팅은 샘플에 입사되는 빛을 조작하는 데 사용된다.

또 다른 선택적 실시예에서, 대다수는 51%, 80%, 90%, 95% 및 98%로 구성된 그룹으로부터 선택된다.

또 다른 선택적 실시예에서, 광학 기구는 광학 광선을 준비하는 한편 광학 광선을 일반 실린더 내로 입력시키기 위한 시준 광학 기구를 포함하며, 시준 광학 기구는 적어도 2 자유도로 조정 가능하다. 또 다른 선택적 실시예에서, 광학 광선의 광학 경로는 일반 실린더와 유체를 통과하도록 구성되며, 이때 광학 경로의 대부분은 일반 실린더를 통과하도록 구성된다.

본 발명에 따른 실시예의 교시에 따르면, 청구항 1의 장치에 작동적으로 연결된 제어기가 제공되며, 상기 제어기는: 일반 실린더의 제 1 측면의 표면 영역에 수직으로 광학 광선을 입력하기 시작하고; 광선 경로가 중공에 도달할 때까지 일반 실린더의 제 1 측면을 거쳐 횡단하며, 그런 다음 제 1 측면으로부터 샘플의 제 1 측면 상의 중공 내 유체를 지나, 샘플을 거쳐, 샘플의 다른 측면 상의 유체를 지나, 일반 실린더의 제 2 측면으로 들어가고, 제 2 측면을 횡단하여 출력 신호로서 일반 실린더의 제 2 측면의 표면 영역에 수직으로 빠져 나가도록 일반 실린더를 배치하며; 광학 검출기에 의한 출력 신호 캡처를 활성화하도록 구성된다.

선택적 실시예에서, 제어기는 일반 실린더를 광선 경로에 대해 샘플의 제 1 각도에 배치한 후 일반 실린더를 회전시킴으로써, 샘플이 광선 경로에 대해 제 2 각도에 있도록 하는 한편 캡처 및 회전을 반복하도록 더 구성된다.

본 발명에 따른 실시예의 교시에 따르면, 광학 재료 샘플의 광학 테스트 방법이 제공되며, 상기 방법은 광학 재료 샘플의 광학 테스트를 위한 장치를 제공하는 단계; 일반 실린더의 제 1 측면의 표면 영역에 수직으로 광학 광선을 입력하는 단계; 광선 경로가 중공에 도달할 때까지 일반 실린더의 제 1 측면을 거쳐 횡단하며, 그런 다음 제 1 측면으로부터 샘플의 제 1 측면 상의 중공 내 유체를 지나, 샘플을 거쳐, 샘플의 다른 측면 상의 유체를 지나, 일반 실린더의 제 2 측면으로 들어가고, 제 2 측면을 횡단하여 출력 신호로서 일반 실린더의 제 2 측면의 표면 영역에 수직으로 빠져 나가도록 일반 실린더를 배치하는 단계; 및 광학 검출기에 의한 출력 신호 캡처를 활성화하는 단계;를 포함한다.

선택적 실시예에서, 상기 방법은 일반 실린더를 광선 경로에 대해 샘플의 제 1 각도에 배치한 후 일반 실린더를 회전시킴으로써, 샘플이 광선 경로에 대해 제 2 각도에 있도록 하는 한편 캡처 및 회전을 반복시키는 단계를 더 포함한다.

또 다른 선택적 실시예에서, 상기 방법은 캡처에 의해 수집된 데이터를 처리함으로써 광학 테스트의 결과를 계산하는 단계를 더 포함한다. 또 다른 선택적 실시예에서, 상기 방법은 광학 광선을 입력하기 전에 샘플을 횡단하여, 광학 광선을 샘플 없이 일반 실린더에 입력함으로써 배경 소음(background noise)을 측정하는 단계를 더 포함한다.

또 다른 선택적 실시예에서, 상기 방법은 배경 소음의 측정 이후 광학 광선을 입력하기 전에 샘플을 횡단하여, 코팅된 샘플의 굴절률과 동일한 굴절률을 갖는 코팅되지 않은 샘플을 사용함으로써 코팅되지 않은 플레이트를 측정하는 단계를 더 포함한다.

본 발명에 따른 실시예의 교시에 따르면, 광학 재료 샘플의 광학 테스트를 위한 컴퓨터 판독 가능 코드가 내장된 비일시적 컴퓨터 판독 가능 저장 매체가 제공되며, 컴퓨터 판독 가능 코드는 일반 실린더의 제 1 측면의 표면 영역에 수직으로 광학 광선을 입력하기 시작하고; 광선 경로가 중공에 도달할 때까지 일반 실린더의 제 1 측면을 거쳐 횡단하며, 그런 다음 제 1 측면으로부터 샘플의 제 1 측면 상의 중공 내 유체를 지나, 샘플을 거쳐, 샘플의 다른 측면 상의 유체를 지나, 일반 실린더의 제 2 측면으로 들어가고, 제 2 측면을 횡단하여 출력 신호로서 일반 실린더의 제 2 측면의 표면 영역에 수직으로 빠져 나가도록 일반 실린더를 배치하며; 광학 검출기에 의한 출력 신호의 캡처를 활성화하기 위한 프로그램 코드를 포함한다.

본 발명에 따라 상기 언급된 종래 기술의 문제점을 해결할 수 있는 광학 재료 샘플의 광학 테스트를 위한 장치가 제공된다.

첨부된 도면을 참조하여 실시예가 단지 예로서 설명된다.
도 1a는 전체 각도 범위의 광학 샘플 특성화 테스트를 위한 장치의 개략적인 도면이다.
도 1b는 장치의 단면도에 대한 개략적인 도면이다.
도 2는 실린더의 평면도에 대한 개략적인 도면이다.
도 3은 실린더의 측면도에 대한 개략적인 도면이다.
도 4는 테스트 하는 동안 회전된 코팅 플레이트를 갖는 실린더의 평면도에 대한 개략적인 도면이다.
도 5a는 광학 샘플의 투과율을 테스트하기 위한 배스 지그(bath-jig) 장치에 대한 개략적인 도면이다.
도 5b는 배스 지그 장치의 단면도에 대한 개략적인 도면이다.
도 6a는 광학 샘플 특성화를 위한 방법의 흐름도이다.
도 6b는 광학 샘플 특성화를 위한 테스트 방법을 사용하는 테스트 시퀀스의 흐름도이다.
도 7a는 투과율(y축) 대 각도(x축)의 플롯이다.
도 7b는 도 7a의 투과율 플롯에 대한 확대도이다.
도 8은 예시적인 제어기에 대한 상위 레벨의 부분 블록도이다.

장치 (도 1 내지 4)

본 실시예에 따른 장치 및 방법의 원리 및 동작은 도면 및 첨부된 설명을 참조하여 보다 잘 이해될 수 있다. 본 발명은 광학 샘플 특성화를 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명은 공기보다 높은 굴절률을 갖는 글라스(glass)를 통한 전 범위의 광 전파 각도에 대한 측정 및 테스트를 용이하게 한다.

일반적으로 혁신적인 회전 가능식 어셈블리는 중공을 구비한 글라스 재질의 실린더를 포함한다. 이러한 중공은 회전 가능식 어셈블리 내 리셉터클(receptacle)의 일부이며, 리셉터클은 다양한 크기로 코팅된 글라스 플레이트(glass plate)를 위한 크기를 갖도록 구성된다. 리셉터클은 또한 글라스 재질 실린더의 굴절률과 일치하는 굴절률을 갖는 유체를 포함한다. 광선은 시준 광학 기구를 통해 테스트 광원에서 전파되어, 실린더 표면에 수직(90도)으로 들어가, 실린더를 지나, 굴절율 매칭 유체를 거쳐 코팅, (코팅된) 글라스 플레이트, 유체, 실린더의 다른 측면을 통과한 다음, 분석을 위해 수집된다. 코팅된 플레이트를 둘러싼 굴절율 매칭 유체로 인해 적어도 부분적으로, 플레이트는 전 범위의 각도(±90°등)에 걸쳐 회전함으로써, 코팅의 전체 각도 범위에 대한 테스트에서 임의의 개별 각도에 대한 측정이 가능하도록 구성된다. 바람직하게는, 실린더와 플레이트는 동일한 재료로 제조됨으로써 동일한 굴절률을 갖도록 구성된다. 예시적인 전형적인 재료는 BK7 글라스이지만, 이러한 예로 제한되지 않으며 기타 재질의 글라스 및 글라스 이외의 다른 재료들도 사용될 수 있다. 또한, 본 장치 및 방법을 사용하여 코팅된 플레이트의 반사율을 직접 측정할 수도 있다.

시중에 나와 있는 종래의 장치 및 방법은 최근의 코팅 및 추후에 출현할 것으로 예상되는 (글라스의 전체 입사각 범위에 대한) 코팅을 특성화하는 데 적합하지 않다. 즉, 종래의 기술은 최근의 요구 사항들을 충족하기에 부적합하다. 코팅의 최대, 바람직하게는 전 범위 각도에 대한 측정을 구현하려면 소정의 기술이 필요하다. 본 문서의 맥락에서, 용어 "전 범위(full range)"는 일반적으로 테스트되는 코팅 플레이트에 대해 수직으로 180°, 또는 ±90°의 각도 범위를 의미한다. 특정 구현예에서 이러한 전 범위는 ±90°가 아닐 수도 있다. 한편, 종래의 측정 기술은 일반적으로 공기중에서의 이산 각도 범위 만을 측정한다. 예컨대, 표준적인 단일 또는 이중의 빔 분광 광도계에 추가된 선택적 특수 모듈을 사용하여 공기 중 70°투과율 및 공기 중 45°반사율을 측정한다. 글라스 측정의 경우, 종래의 방법은 프리즘 어셈블리에 코팅을 피복시킨 다음 최대 ±5°범위에서 성능을 측정하도록 구성된다. 측정 각도는 어셈블리의 프리즘 각도(±5°)로 제한된다.

내부 전반사(TIR) 및 재료를 통과하는 빛의 경로 의존성에 관한 스넬의 법칙(Snell's law)은 측정되는 플레이트의 입사각을 제한한다. 예컨대, 글라스에서 공기로 이동하는 빛의 광선을 고려할 경우, 임계각(θ_ct)은 글라스의 입사각(θ₁)이며, 공기 중 출사각(θ₂)은 90°와 같다. 즉, 한쪽 광학 매체에서 다른쪽 광학 매체로 이동하는 빛에 대해 스넬의 법칙을 사용하여 ~ 41°의 값이 주어질 경우, 예시적인 글라스 및 공기의 굴절률(n1, n2)은 각각 약 1.52 및 1이다. 따라서 공기 중 측정은 글라스에서 ~ 41°이상의 각도 측정을 복제할 수 없다.

간략화를 위해, 본원에서 "코팅된 플레이트"라는 용어는 문맥 상 명백한 바와 같이 "플레이트" 또는 "코팅"으로도 지칭될 수도 있다. 현재의 일반적인 플레이트의 크기는 70 x 70 mm(밀리미터) 및 60 x 30 mm이다. 본 문서의 맥락에서, 용어 "코팅된 플레이트"는 일반적으로 플레이트의 표면 상에 광학적 코팅을 갖는 플레이트를 지칭한다. 코팅은 일반적으로 다층 박막이다. 본원에서는 일반적으로 코팅된 글라스 플레이트가 사용되지만 이에 제한되지 않으며 다른 재료들 및 형태들도 사용될 수 있다. 일반적으로 플레이트는 광원과 광학 검출기 사이에 자유롭고 산란되지 않는 광학 경로를 허용하는 임의의 비 공기 접촉 형태로 구성될 수 있다. 테스트 장치는 박막 또는 플라스틱 편광판, 1/4 파장 필터 등과 같은 광학 재료(샘플, 광학 부재)로 구성된 임의의 샘플을 측정할 수 있다. 광학 필터(코팅)는 (코팅된 플레이트에 입사된) 입사광으로 하여금 지정된 반사율, 투과율, 흡수율, 편광율 등을 갖도록 조작하는 데 사용된다. 코팅의 테스트(프로브 및 측정) 및/또는 코팅의 필수 지정 성능과 코팅의 실제 성능과의 비교를 위해, 광학 측정이 사용된다.

본원의 장치 및 방법에 따른 실시예들은 특성화, 측정 및 테스트에 사용될 수 있다. 본 장치는 코팅 장치 및 공정(글라스 플레이트와 같은 코팅 재료)에 대한 수용 측정(acceptance measurement)을 포함하여 다양한 기능을 위해 구현될 수 있다. 본원에서는 간략화를 위해, "테스트"라는 용어가 사용되지만 이로 인해 범위가 제한되는 것으로 간주되어서는 안된다.

이제 도면을 참조하면. 도 1a는 전범위 광학 샘플 특성화(테스트)를 위한 장치의 개략도이고, 도 1b는 장치의 단면에 대한 개략도이다. 본원에서 테스트 장치(400)는 일반적으로 "지그(jig)"로 지칭된다. 테스트 장치(400)는 테스트되는 플레이트를 유지하고 구조를 지지하며 부재들을 가이드함으로써, 테스트에서의 반복성, 정확성 및 호환성을 제공하도록 구성된다. 테스트 장치(400)는 다양하고 상이한 부재들이 장착되는 베이스(402)를 포함한다. 테스트되는 예시적인 광학 재료는 회전 가능식 어셈블리의 리셉터클(110)에 안착되는 코팅된 플레이트(102)이다. 회전 가능식 어셈블리는 실린더(100) 및 턴테이블을 포함한다. 실린더(100)는 중공(111)을 포함한다. 턴테이블은 모터(408A)가 연결된 모터 부착 영역(408B)을 갖는 하부(406)에 의해 구현될 수 있다. 리셉터클(110)은 굴절률 매칭 유체(112)로 채워져 있다. 위치 핀(410)은 실린더(100)를 상부(404)와 하부(406) 사이에서 고정하는데 사용될 수 있다. 유체(112)에 대한 예시적인 측면 봉쇄부가 리브(100S)로 도시된다. 테스트 광원(4)은 선택적 입력 케이블(6F)을 통해 시준 광학 기구(6)에 광학 입력 신호를 제공한다. 시준 광학 기구(6)는 회전 가능식 실린더(100)로 입력하기 위한 입력 신호를 준비한다. 출력 광학 기구(106)는 선택적 출력 케이블(104F)을 출력 집광기(광학 검출기)(104)에 공급한다.

참조의 편의를 위해, 회전 가능식 실린더(100)는 본 명세서에서 실린더(100)로 지칭된다. 회전 가능식 실린더(100)는 일반적으로 광학 광선을 통과시키는 고체 재료이다. 실린더(100)의 형상은 일반적으로 수학 분야의 일부 저자들에 의해 "일반 실린더"로 알려진 것일 수 있다. 일반 실린더는 실린더(원통)의 형태로 프리즘을 포함하는 고체의 범주로 정의된다. 리셉터클(110)은 실린더는 물론 프리즘 내에도 모두 형성될 수 있으므로, 실린더 또는 프리즘을 사용하는 실시예들을 전부 포함하기 위해 "일반 실린더"를 용어로 사용한다. 예컨대, 실린더의 둥근 표면에 의해 실린더(100)의 표면에 대해 실질적으로 수직인 광학 입력 및 출력을 유지하면서 실린더에 대해 임의의 회전 각도가 사용되도록 함으로써 코팅된 플레이트(102)의 측정이 가능하도록 구성된다. 예컨대, 5개 또는 10개의 개별 측정만 필요한 경우, 10면 또는 20면의 다각형 원주가 사용될 수 있으며 모터는 18도 또는 9도의 단계로 제한된다. 보다 더 일반적으로, 실린더(100)의 형상은 광학 광원(4)으로부터 광학 검출기(104) 로의 자유로운 비-산란식 광학 경로를 허용하는 임의의 비공기 접촉 형태일 수 있다. 당업자는 이러한 설명에 기초하여 그에 따른 상이한 장치 및 시스템 구성 요소들을 설계할 수 있을 것으로 사료된다.

실린더(100)는 고정되어 있거나, 단일 축선에서 회전하거나, 또는 하나 이상의 축선에서 회전하여 플레이트(102)를 이동시킴으로써, 플레이트의 다양한 입사각과 영역을 테스트하도록 구성된다. 본원에 개시된 현재의 설명 및 도면은 실린더(100)가 고정된 축선(실린더의 종방향 축선)을 중심으로 회전하는 것에 관한 것이다. 이러한 설명에 기초하여, 당업자는 플레이트(102)의 이동 및 테스트에 대한 보다 많은 방향 중 하나를 설계 및 구현할 수 있을 것으로 사료된다.

참조의 편의를 위해, 입력 신호는 도면의 좌측으로부터 실린더(100)로 들어가는 것으로 도시되며, 이에 대응되는 제 1 측면은 실린더의 좌측면(100L)이다. 제 2 측면은 출력 광학 기구(106)에 인접한 실린더의 우측면(100R)이며, 이때 출력 광학 기구는 선택적인 출력 케이블(104F)을 출력 집광기(104)에 공급하도록 구성된다. 당업자에게 있어 실린더(100)가 일반적으로 사실상 대칭적 구성이라는 것이 명백할 것이다. 실린더(100)는 수평으로 회전할 수 있으며, 실린더의 좌측면(100L)과 우측면(100R)은 서로 바뀔 수 있다. 비제한적인 예에서, 실린더(100)는 리셉터클(110)을 위해 중앙에 중공(111)을 구비한 단일 피스(글라스로 구성됨)로 구현될 수 있다. 이 경우, 실린더의 좌측면(100L)과 실린더의 우측면(100R)은 동일 피스의 대향 측면이 되도록 구성된다. 중공(111)은 실린더의 전체 높이를 (위에서 아래로) 연장하거나, 또는 예컨대 실린더 내에 포켓(pocket)을 형성하는 부분일 수 있다. 다른 비제한적인 예에서, 실린더(100)는 2개의 피스로 생성될 수 있는데, 제 1 피스는 실린더의 제 1 측면, 즉 좌측면(100L)이고, 제 2 피스는 실린더의 제 2 측면, 즉 우측면(100R)으로 구성된다.

시준 광학 기구(6) 및 출력 광학 기구(106)는 바람직하게는 적어도 2개의 자유도로 조정 가능함으로써, 광선의 조정, 초기 및 후속 보정을 허용하도록 구성된다. 예컨대, 시준 광학 기구(6) 및 출력 광학 기구(106)는 광선 경로의 x축 및 y축을 따라 ±0.5 mm 로 조정될 수 있다.

참조의 편의를 위해, 본원에서 굴절률 매칭 유체(112)는 "유체(112)"로 지칭된다. 바람직하게는, 유체(112)는 실린더(100)의 글라스의 굴절률과 일치하는 굴절률을 갖는다. 바람직하게는, 실린더(100) 및 플레이트(102)는 동일한 재료로 제조된다(따라서 각각의 굴절률이 일치한다). 굴절율의 특정 매칭 및 부재의 굴절률 간의 차이 범위와 관련하여, 당업자는 허용 가능한 공차를 인식할 수 있을 것이다.

입력 케이블(6F) 및 출력 케이블(104F)은 일반적으로 광섬유이지만, 구현의 특성에 따라 임의의 적절한 전송 매체로 구성될 수도 있다.

테스트 장치(400)는 일반적으로 다양한 실린더(100)를 지지하고 장착하기 위한 상부(404) 및 하부(406)를 포함한다. 위치 핀(410)은 상부(404)를 하부(406)에 부착하는데 사용될 수 있으며, 상부 및 하부 사이에 실린더(100)를 고정함으로써, 대안적인 실린더(100), 상부(404) 및 하부(406)의 사용을 용이하게 하도록 구성된다. 예컨대, 상부(404)는 상이한 크기 및/또는 구성을 갖는 리셉터클을 포함하는 제 2 상부로 변경됨으로써, 상이한 플레이트를 테스트하도록 구성된다. 또는 예컨대, 제 1 굴절률을 갖는 제 1 재료로 구성된 실린더(제 1 굴절률을 갖는 플레이트 테스트용)를 제 2 굴절율을 갖는 제 2 재료로 구성된 실린더(제 2 굴절률을 갖는 플레이트 테스트용)로 대체할 수 있다. 다른 예에서, 실린더, 상부 및 하부는 모두 더 넓고 두꺼운 리셉터클을 갖는(생성하는) 대안적인 부재들로 대체됨으로써 보다 두꺼운 플레이트를 테스트하거나, 또는 상이한 형태의 리셉터클을 생성함으로써 상이한 형태의 광학 샘플, 예컨대 원형의 샘플을 테스트하도록 구성된다.

실린더(100)는 다양한 수단에 의해 회전될 수 있다. 본원에 개시된 도면에서는, 예시적인 모터 부착 영역(408B)이 하부(406)의 바닥에 제공되며, 여기서는 모터(408A)가 연결된 상태로 도시되어 있다. 이 경우 모터(408A)는 하부(406)와의 전형적인 조합에 의해, 실린더(100)의 종방향 축선 주위로 실린더(100)를 회전시키기 위한 일반적인 턴테이블로서 기능하도록 구성된다. 실린더(100)와 턴테이블에 의해 회전 가능식 어셈블리를 형성한다. 회전 가능식 어셈블리의 회전에 의해 실린더(100)를 회전시킴으로써, 리셉터클(110)과 샘플(코팅된 플레이트[102])이 회전하도록 구성된다. 또한, 실질적으로는 제어기(800)가 모터(408A)에 작동 가능하게 연결되어 있으나, 명확성을 위해 본원에 개시된 도면에서는 도시되지 않는다. 또한, 회전 가능식 어셈블리에 인코더(encoder)가 작동적으로 연결되어 있으나, 본원에 개시된 도면에서는 도시되지 않는다. 인코더는 적어도 회전 가능식 어셈블리의 회전 각도에 관한 위치 정보를 제공함으로써, 실린더(100)의 축선에 대한 코팅된 플레이트(102)의 위치를 알려주는 한편, 코팅된 플레이트(102)(테스트중인 광학 샘플)에 수직과 관련된 각도에 대해 알려주도록 구성된다. 당업계에 공지된 바와 같이, 위치 인코더는 모터(408A)의 일부이거나 또는 별도의 구성 요소일 수 있다.

반사율 측정을 위해, 출력 광학 기구(106)는 일반적으로 도면에 도시된 것과는 상이한 각도로 배치됨으로써, 테스트중인 플레이트(102)로부터 반사된 빔을 수집하도록 구성된다.

베이스(402)는 특정 테스트 구성에 따라 모터(408A), 모터 부착 영역(408B), 하부(406)와 같은 다양한 지그 구성 요소들을 위한 장착 기구를 제공함으로써, 광학 기구(광학 테스트 광원[4], 입력 케이블[6F], 시준 광학 기구[6], 출력 광학 기구[106], 출력 케이블[104F] 및 출력 집광기[104])를 수신, 조정 및 정렬하도록 구성된다.

이제 도면을 참조하면, 도 2는 실린더(100)의 개략적인 평면도이다. 선택적인 입력 케이블(6F) 및 선택적인 출력 케이블(104F)은 현재 도면에 도시되어 있지 않다. 테스트 광원(4)은 시준 광학 기구(6)에 광학 입력 신호를 제공한다. 이와 유사하게, 출력 광학 기구(106)는 출력 집광기(104)를 공급한다. 선택적으로, 광학 입력 신호는 편광기 및 고정 렌즈의 전후에 배치된 90°± 1°회전 장치를 통해 입력된다. 코팅된 플레이트(102)는 리셉터클(110)에 장착되는 한편, 유체(112)로 둘러싸여 있다. 도시된 평면도에서, 유체(112)에 대한 측면 봉쇄부는 도시되지 않았다. 현재의 설명에 기초하여, 당업자는 예컨대 실린더(100) 주위로 연장된 상부(404)를 사용함으로써 유체에 대한 적절한 봉쇄부를 설계 및 구현할 수 있을 것이다. 제어기(800)는 적어도 테스트 광원(4) 및 출력 집광기(104)에 일반적으로 작동적으로 연결된다.

플레이트(102)는 플레이트 폭(102W)으로 도시된 수평 방향의 제 1 치수(실린더[100]의 축선을 따라 현재 도면의 페이지에서 상하 방향) 및 플레이트 두께(102T)로 도시된 제 2 치수(현재 도면의 페이지에서 좌우측 방향)를 갖는다. 이와 유사하게 그리고 상응하게, 리셉터클(110)은 리셉터클 폭(110W)으로 도시된 제 1 치수(실린더[100]의 축선을 따라 현재 도면의 페이지에서 상하 방향) 및 리셉터클 두께(110T)로 도시된 제 2 치수(현재 도면의 페이지에서 좌우측 방향)를 갖는다. 리셉터클 폭(110W)은 실린더(100)의 직경(100W)보다 약간 작을 수 있는데, 이는 유체(112)에 대한 측면 봉쇄부의 구현 크기에 따라 달라진다. 상기 언급한 바와 같이, 현재 도면에서 측면 봉쇄부는 도시되지 않았으며, 리셉터클 폭(110W)은 실린더(100)의 직경(100W)과 동일한 크기로 도시되어 있다. 리셉터클 두께(110T)는 실린더의 좌측(100L)과 실린더의 우측(100R) 사이의 거리이다. 대안적으로, 리셉터클 폭(110W)은 실린더 직경(100W)과 상이한 크기일 수 있으며, 예컨대 리셉터클 폭(110W)은 실린더 직경(100W)보다 작다.

일반적으로, 플레이트(102) 및 리셉터클(110)은 실질적으로 평행하다. 즉, 플레이트와 리셉터클의 폭(플레이트 폭[100W] 및 리셉터클 폭[110W])은 정렬된다. 리셉터클(110)의 측면들(플레이트[102]의 측정을 수행하는 데 사용되는 리셉터클[110]의 영역으로부터 먼 쪽의 리셉터클의 에지들)은 일반적으로 평행하지만 반드시 평행할 필요는 없다. 요구되는 특정한 종류의 측정에 따라, 리셉터클의 에지들에서의 리셉터클의 측면들 사이의 거리는 측정이 수행되는 코어 영역(110C)에서의 리셉터클의 측면들 사이의 거리보다 더 가깝거나 바람직하게는 더 멀어질 수 있다. "임계 영역"으로도 알려진 코어 영역(110C)은 코팅이 테스트되는 위치, 즉 광선이 코팅된 플레이트(102)와 조우하는 위치이다. 일반적으로, 코어 영역(110C)은 작으며, 리셉터클(110)의 나머지 영역은 주로 샘플 테스트 플레이트(102)를 지지하도록 설계될 수 있다. 일반적인 코어 영역(110C)은 ±10 mm의 최소 정의 실린더 측정 영역을 포함한다.

도 1 내지 4에 도시된 실시예의 테스트 장치(400)의 특징은 리셉터클(110)이 도 5a 및 5b에 도시된 배스 지그(bath-jig, 500)의 배스(5100)에 비해 작다는 것이다. 유체 배스(fluid bath)를 사용하는 대안적인 실시예가 도 5a의 배스 지그(500)를 참조하여 아래에 설명된다. 배스(5100)는 일반적으로 300cc(입방 센티미터) 내지 2000cc의 유체를 수용한다. 기존의 배스에는 최소 300cc의 유체가 필요한데, 그렇지 않을 경우 유체의 레벨이 광원의 입/출력보다 낮아져, 공기 중 측정이 발생하고, 유체 내 측정이 이루어지지 않는다. 일반적으로 배스의 부피는 약 500 내지 600cc이다.

이에 반하여, 리셉터클(110)은 일반적으로 0.5cc 내지 50cc의 유체를 보유한다. 리셉터클(110)은 다양한 크기의 플레이트(102)를 수용하기 위해 하나 이상의 치수로 조정될 수도 있다. 도 1 내지 4에 도시된 실시예의 테스트 장치(400)의 또 다른 특징은 실린더(100)가 회전 가능식 어셈블리의 일부로서 회전된다는 것으로, 따라서 테스트될 샘플, 코팅된 플레이트(102)는 유체(112) 및 리셉터클(110)에 대해 고정되어 있다. 이에 반하여, 도 5a 및 5b에 도시된 배스 지그(500)의 경우, 샘플(코팅된 플레이트[102])은 굴절율 매칭 유체 내, 즉 배스(5100) 내에서 회전한다. 유체(112)의 높은 점도로 인해 배스 지그(500)의 유체(112) 내 플레이트(102)의 회전은 유체(112)에 교란을 야기하는 한편, 이에 따라 측정된 스펙트럼에 영향을 미친다. 이러한 문제는 실린더(100)의 사용자에 의해 적어도 부분적으로 해결될 수 있다.

이제 도면을 참조하면, 도 3은 실린더(100) 및 하부(406)의 개략적인 측 단면도이다. 플레이트(102)는 플레이트 높이(102H)로 도시된 수직 방향의 제 3 치수(실린더[100]의 종방향 축선을 따라, 현재 도면의 페이지에서 상하 방향)를 갖는다. 이와 유사하게 및 상응하게, 리셉터클(110)은 리셉터클 높이(110H)로 도시된 제 3 치수를 갖는다. 리셉터클 높이(110H)는 실린더(100)의 실린더 높이(100H)와 동일한 크기일 수 있다.

대안적으로, 리셉터클 높이(110H)는 실린더 높이(100H)와 다른 크기일 수 있다. 예컨대, 리셉터클 높이(110H)는, 실린더의 좌측(100L)과 우측(100R) 사이의 중공(111) 내, 중공(111)의 하부에서 유체 봉쇄부(밀봉)의 제공으로 인해 실린더 높이(100H)보다 작을 수도 있다. 또한 예컨대, 리셉터클 높이(110H)는 (현재 도면에 도시된 바와 같이) 실린더 높이(100H)보다 클 수도 있으며, 하부(406)는 리셉터클(110)의 중공의 하부(아래쪽)에서 밀봉을 제공한다.

이제 도면을 참조하면, 도 4는 테스트 동안 코팅된 플레이트(102)가 회전된 상태의 실린더(100)에 대한 개략적인 평면도이다. 이러한 비제한적인 예에서, 코팅된 플레이트(102)는 상기 도면에 도시된 시작 위치로부터 거의 90°만큼 시계 방향으로 회전되었다.

현재 도면에서 볼 수 있는 바와 같이, 광선(420), 본원의 경우 광학 빛(테스트 신호)은 테스트 광원(4)에 의해 420A로 제공된다(선택적 입력 케이블[6F]은 도시되지 않음). 제공된 420A 광선은 시준 광학 기구(6)에 의해 준비 및 시준된 다음, 회전 가능식 실린더(100)의 표면 영역에 수직으로 입력(420B)된다. 실린더(100) 형상의 정밀도는 플레이트(102) 상의 코팅의 필요한 측정 정밀도에 의해 결정될 수 있다. 광선은 실린더의 좌측(100L)을 거쳐 420C로 이동하여 리셉터클(110)에 도달한다. 광선은 실린더의 좌측(100L)으로부터 리셉터클(110)의 유체(112)를 지나, 코팅된 글라스 플레이트(102)를 거쳐(주의: 글라스 플레이트 상의 코팅은 도시되지 않음), 플레이트(102)의 다른쪽에 있는 유체(112)를 지나 실린더의 우측(100R)에 있는 420E를 통과한다(420D ~ 420E) .

그런 다음 신호는 실린더의 우측(100R)인 420F를 횡단하여 회전 가능식 실린더(100)의 표면에 수직으로 420G를 빠져 나간다. 출력 광학 기구(106)는 출력 신호(420H)를 출력 집광기(104)로 전달한다(선택적 출력 케이블[104F]은 현재의 도면에 도시되지 않음).

실린더는 원주 표면이 하나뿐이므로, 광학 광선을 입력하고 광학 광선을 빠져 나가거나 출력하는 기준은 표면의 다른 영역 또는 구역에 대한 것이다. 이에 따라 실린더의 제 1 및 제 2 측면은 페이지 상에 표시된 도면들에서 볼 수 있듯이 방향에 대한 기준으로 정의된다.

대안적인 장치 (도 5a 내지 5b)

이제 도면을 참조하면. 도 5a는 광학 샘플의 투과율을 테스트하기 위한 배스 지그 장치의 개략도이고, 도 5b는 배스 지그 장치의 개략적인 단면도이다. 본 문서의 맥락에서 테스트용 배스 지그 장치(500)는 일반적으로 "배스 지그"(500)로 지칭된다. 상기 도 1 내지 4에 도시된 테스트용 장치(지그)(400)와 유사하게, 배스 지그(500)는 테스트되는 플레이트를 유지하고 구조물을 지지하는 한편 부재들을 가이드하는 기능을 한다. 배스 지그(500)는 다양하고 상이한 부재들이 장착되는 베이스(5402)를 포함한다. 테스트되는 코팅 플레이트(102)는 배스(5100)의 플레이트 마운트(5110)에 안착된다. 배스(5100)는 유체를 포함하도록 구성된 배스 지그(500)의 일 영역이다. 배스(5100)는 유체 봉쇄 영역으로 설계된 배스 지그(500)의 내부 중공 공간이다. 배스(5100)는 굴절률 매칭 유체(112)(현재 도면에는 도시되지 않음)로 채워진다. 테스트 광원(4)은 선택적인 입력 케이블(6F)(미도시)을 통해 시준 광학 기구(5006)에 광학 입력 신호를 제공한다. 시준 광학 기구(5006)는 준비 및 초점 작업을 거쳐 입력 신호를 배스(5100)로 시준한다.

플레이트 마운트(5110)는 다양한 수단으로 회전할 수 있다. 현재의 도면에서는, 예시적인 모터 부착 영역(5408B)이 배스 지그(500)의 상부에 제공되며, 여기서는 모터(5408A)가 연결된 상태로 도시되어 있다.

도 5b에 도시된 바와 같이, 광선(5420), 본원의 경우 광학 빛은 테스트 광원(4)에 의해 5420A로 제공된다. 제공된 5420A 광선은 시준 광학 기구(5006)에 의해 준비 및 확장된 다음, 배스(5100) 내의 유체(112)를 횡단한다. 그런 다음 광선은 배스(5100) 내의 유체(112)를 지나 5420C를 거쳐, 코팅된 글라스 플레이트(102)를 지나(주의: 글라스 플레이트 상의 코팅은 도시되지 않음), 5420F를 거쳐 플레이트(102)의 다른 쪽의 유체(112)로 이동한다. 배스(5100)가 굴절율 매칭 유체(112)로 채워짐에 따라, 배스 지그(500)를 통한 광선의 이러한 횡단은 실질적으로 굴절이 없다. 그런 다음 신호는 5420E를 지나 유체(112)로부터 출력 광학 기구(5106)(출력 신호[5420H]를 출력 집광기[104]에 공급)로 빠져 나간다.

배스 지그(500)는 내부 배스(5100), 플레이트 마운트(5110), 코팅된 플레이트(102) 및 기타 구성 요소들을 관찰 가능하게 하는 선택적 전면 창(5130F) 및 후면 창(5130B)을 구비한 것으로 도시된다.

도 1 내지 4의 테스트 장치(지그)(400) 및 도 5a 및 5b의 배스 지그(500)는 모두 선택적, 추가적 및 대체적인 구성을 포함할 수 있다. 하나의 대안적인 예에서, 지그는 진공 벨(vacuum bell)과 같은 진공 부품을 포함함으로써, 유체(112)로부터 용해된 공기를 추출하도록 구성된다. 또 다른 대안적인 예에서, 기계적 및/또는 다른 강화 장치들이 사용됨으로써, 지그의 흔들림을 처리 및 방지하도록 구성된다. 광섬유에 대한 고강도 고정 장치(고정 라우팅)가 사용될 수 있다. 리셉터클(110) 및 플레이트 마운트(5110)는 가변 크기의 플레이트(102)를 수용하도록 조정될 수 있다. 위치 핀(410)에 대해 전술한 바와 같이, 지그, 상부(404) 및 하부(406)는 착탈 가능하게 분리됨으로써, 상이한 굴절률을 가진 실린더로의 교체 및 작동(예컨대, 샘플 배치 및 소제 작업)을 용이하게 하도록 구성된다.

추가적인 대안 예의 지그에서는 전체 지그를 커버하기 위한 어두운 계열(밝은 불투명)의 박스(box), 플레이트(102)의 긁힘을 방지하기 위한 테스트 플레이트용 다이나믹 리셉터클(dynamic receptacle), 엔진 및 드라이버를 포함한 회전 스테이지(rotating stage), 내부 소제용 옵션 장치, 기포 추출 장치(정체 영역) 및 샘플 플레이트 압착기를 포함할 수 있다.

방법 (도 6a 내지 7b)

이제 도면을 참조하면, 도 6a는 광학 샘플 특성화를 위한 방법에 대한 흐름도이다. 본원에 개시된 방법은 테스트 시쿼스에서 아래에 설명된 바와 같이 도 1 내지 4의 테스트 장치(지그)(400) 및 도 5의 배스 지그(500) 모두에 사용될 수 있다. 광학 샘플 특성화를 위한 테스트 방법(610)은 단계 600에서 시작되며, 이 단계에서 광선(420)은 실린더(100)에 수직으로 제공된다. 광선은 일반적으로 "입력 광" 또는 간단히 "광"으로 지칭되는 광학 광선이며, 이는 본 설명의 맥락에서 당업자에게 명백할 것이다. 실린더(100)에 수직 방향으로 일정한 빛을 제공함으로써 실린더(100)로 인입되는 대부분의 광에 대한 결합을 용이하게 하는 한편, 실린더에 들어갈 때 빛이 손실되지 않거나 또는 손실되더라도 최소가 되도록 구성된다. 예시적인 코팅은 가시적 스펙트럼의 일부를 투과하고 다른 부분을 반사하는 필터, 하나의 편광 상태를 투과하고 다른 편광 상태를 반사하는 편광 필터, 또는 가시 광선의 일부를 흡수하는 흡수 코팅을 포함한다.

단계 601에서, 선택적 구성이 사용된다(후술됨).

단계 602에서, 출력 광은 전술한 바와 같이 실린더(100), 리셉터클(110) 및 플레이트(102)를 횡단한 후에 수집된다. 예컨대, 출력 광은 분광계(spectrometer)를 사용하여 수집될 수 있다.

단계 604에서, 플레이트(102)가 회전한다. 플레이트가 회전하는 정도는 수행되는 테스트의 특정 요구 사항과 필요한 측정 종류에 따라 달라진다. 예시적인 회전 각도는 0.5° 및 1°를 포함한다. 플레이트의 회전 후, 출력 광은 새로운 공지된 각도로 재수집될 수 있다 (단계 602). 이러한 회전 및 수집 사이클은 테스트될 필요한 각도 범위에 대한 데이터를 수집하도록 필요에 따라 반복될 수 있다 (단계 604는 단계 602로 돌아감).

단계 606에서, 수집된 신호에 대해 선택적 계산(processing, 신호 처리)이 수행될 수 있다. 일예의 예시적인 계산은 코팅의 투과율이며, 이는 다음의 공식을 사용하여 계산할 수 있다:

T= (Is-Id)/(Ir-Id)

여기서 "T"는 코팅의 투과율, "Is"는 측정되는 광 신호의 광학 출력, "Id"는 입력 광 없이 획득된 광학 출력의 '다크(dark)' 측정 값, "Ir"은 코팅되지 않은 글라스 플레이트의 광학 출력 측정값이다.

단계 608에서, 선택적으로 수집 및 처리의 결과가 디스플레이될 수 있다.

이제 도면을 참조하면, 도 6b는 광학 샘플 특성화(610)를 위한 전술한 테스트 방법을 사용하는 테스트 시퀀스(620)의 흐름도이다. 일반적인 테스트 시퀀스(620)는 다크 노이즈(dark noise) 측정이라고도 하는 배경 소음(background noise)(622)을 측정함으로써 시작된다. 단계 622는 610에 개시된 테스트 방법을 사용하며, 선택적 구성 단계인 601에서 후속 측정 시퀀스를 위한 편광 위치를 선택함으로써 편광기가 사용된다.

다음으로, 코팅되지 않은 플레이트(624)의 측정이 수행된다. 단계 624는 코팅되지 않은 플레이트(102)(코팅으로 피복되지 않음)를 측정하는 테스트 방법(610)을 사용한다. 코팅되지 않은 플레이트는 테스트될 코팅된 플레이트(102)와 동일한 굴절률을 가져야 하며, 일반적으로 코팅되지 않은 플레이트와 코팅된 플레이트는 동일한 재료로 제조된다. 코팅되지 않은 플레이트는 필요한 모든 각도에서, 즉 코팅된 플레이트(102)에 의해 요구되는 전 범위의 각도에서 테스트된다.

단계 626에서, 코팅되지 않은 플레이트를 특성화한 후, 코팅된 플레이트(102)의 측정이 수행된다. 코팅된 플레이트(102)는 일반적으로 코팅되지 않은 플레이트를 테스트하기 위해 사용된 전 범위의 각도를 통해 테스트된다.

도 7a는 투과율(y축) 대 각도(x축)의 플롯이며, 도 7b는 도 7a의 투과율 플롯에 대한 확대도이다. 일반적으로 성공적인 코팅은 수평 방향의 플롯으로 표시되며, 이는 다양한 각도에서 코팅이 일관된 투과율을 가짐을 나타낸다. 투과율(제공된 빛의 양에서 수집된 빛의 양을 뺀 값)은 s 편광 또는 p 편광일 수 있다.

제어기 (도 8)

도 8은 본 발명의 광학 샘플 특성화(610)를 위한 방법을 구현하도록 구성된 예시적인 제어기(800)에 대한 상위 레벨의 부분 블록도이다. 제어기(프로세싱 시스템)(800)는 프로세서(802)(하나 이상) 및 4개의 예시적인 메모리 장치, 즉 램(RAM, Random-Access Memory)(804), 부팅 롬(ROM, Boot Read Only Memory)(806), 대용량 저장 장치(하드 디스크)(808) 및 플래시 메모리(810)를 포함하며, 이들 모두는 공용 버스(812)를 통해 통신한다. 당 업계에 알려진 바와 같이, 프로세서 및 메모리 장치는 소프트웨어 및/또는 펌웨어 및/또는 FPLA(field programmable logic array) 소자(들), 유선 논리 소자(들), FPGA(Field Programmable Gate Array) 소자(들) 및 ASIC(Application-Specific Integrated Circuit) 소자(들)을 포함(이들로만 제한되지 않음)하는 임의의 하드웨어 소자(들)를 저장하는 임의의 컴퓨터 판독 가능 매체를 포함할 수 있다. RISC(Reduced Instruction Set Computer) 아키텍처 및/또는 CISC(Complex Instruction Set Computer) 아키텍처를 포함(이들로만 제한되지 않음)하는 임의의 명령 세트 아키텍처가 프로세서(802)에서 사용될 수 있다. 모듈(프로세싱 모듈)(814)이 대용량 저장 장치(808) 상에 배치된 것으로 도시되어 있지만, 당업자에게 명백한 바와 같이 이들은 임의의 메모리 장치들 상에도 배치될 수 있다.

대용량 저장 장치(808)는 본원에 개시된 테스트 방법을 구현하기 위한 컴퓨터 판독 가능 코드를 포함하는 비일시적 컴퓨터 판독 가능 저장 매체의 비제한적인 예이다. 이러한 컴퓨터 판독 가능 저장 매체의 다른 예로는 이러한 코드를 포함하는 CD와 같은 ROM 장치를 포함한다.

제어기(800)는 메모리 장치 상에 저장된 운영 체제를 가질 수 있고, ROM은 시스템용 부팅 코드를 포함할 수 있으며, 프로세서는 운영 시스템을 RAM(804)에 로딩하는 부팅 코드를 실행하는 한편 컴퓨터 판독 가능 코드를 RAM(804)에 카피하는 운영 시스템을 실행함으로써 코드를 실행하도록 구성될 수 있다.

네트워크 연결(820)에 의해 제어기(800)와의 통신을 제공한다. 일반적으로 단일 네트워크 연결에 의해 가상 연결을 포함하는 하나 이상의 링크를 로컬 및/또는 원격 네트워크 상의 다른 장치에 제공한다. 대안적으로, 제어기(800)는 하나 이상의 네트워크 연결(미도시)을 포함할 수 있으며, 각각의 네트워크 연결에 의해 다른 장치 및/또는 네트워크에 대한 하나 이상의 링크를 제공하도록 구성된다.

제어기(800)는 네트워크를 통해 클라이언트 또는 서버에 각각 연결된 서버 또는 클라이언트로 구현될 수 있다.

전술한 예들, 사용된 숫자 및 예시적인 계산은 본 실시예의 설명을 돕기 위한 것임에 주목해야 한다. 부주의한 인쇄 오류, 수학적 오류 및/또는 단순화된 계산의 사용으로 인해 본 발명의 유용성과 기본 이점을 손상시키지 않는다.

첨부된 청구항들이 다중 종속성 없이 제공되는 경우, 이는 그러한 다중 종속성을 허용하지 않는 관할 구역권의 공식 요구 사항을 수용하기 위해서만 제공된다. 청구항들을 다중 종속적으로 표현함으로써 암시될 수 있는 모든 가능한 특징들의 조합이 명시적으로 구상되고 본 발명의 일부로 간주되어야 한다는 점에 유의해야 한다.

상기 설명은 단지 예로서 제공되는 것으로 의도되며, 첨부된 청구항들에 정의된 바와 같이 본 발명의 범위 내에서 많은 상이한 실시예들이 가능하다는 것을 이해할 것이다.

Claims

광학 재료 샘플의 광학 테스트를 위한 장치에 있어서,
상기 장치는 (a) 회전 가능식 어셈블리; 및 (b) 광학 기구;를 포함하고,
회전 가능식 어셈블리는:
(i) 일반 실린더, 이때 일반 실린더는 실린더의 축선 상에 중앙 중공을 구비하며, 중공은 광학 재료 샘플의 적어도 코어 영역을 수용하도록 크기가 정해짐;
(ii) 턴테이블, 이때 턴테이블은 축선과 정렬되는 한편 일반 실린더의 종방향 축선을 중심으로 회전 가능식 어셈블리를 회전시키도록 작동 가능함; 및
(iii) 리셉터클, 이때 리셉터클은 중공을 포함하고 광학 재료 샘플의 적어도 일부를 수용하도록 크기가 정해지는 한편, 리셉터클은 소정의 굴절율 매칭 유체를 수용하도록 밀봉됨으로써, 유체가 적어도 코어 영역을 둘러싸고 접촉하는 한편 일반 실린더와 접촉하도록 구성됨;을 포함하고,
광학 기구는 축선과 정렬되며:
(i) 일반 실린더의 제 1 측면에서 표면 영역에 수직으로 광학 광선을 제공하는 광원; 및
(ii) 일반 실린더의 제 2 측면에서 표면 영역에 수직으로 광학 광선을 수용하는 광학 검출기;를 포함하는
광학 재료 샘플의 광학 테스트를 위한 장치.
제1항에 있어서,
광학 기구를 수용하는 한편, 광원과 광학 검출기를 정렬하도록 조정 가능한 장착 기구를 더 포함하는
광학 재료 샘플의 광학 테스트를 위한 장치.
제1항에 있어서,
리셉터클에 대한 샘플의 위치를 고정하기 위한 고정 기구를 더 포함하는
광학 재료 샘플의 광학 테스트를 위한 장치.
제1항에 있어서,
회전 가능식 어셈블리에 작동 가능하게 연결되는 한편 회전 가능식 어셈블리를 회전시키도록 작동 가능한 모터; 및
회전 가능식 어셈블리에 작동 가능하게 연결되는 한편 적어도 회전 가능식 어셈블리의 회전 각도에 관한 위치 정보를 제공하도록 작동 가능한 인코더;를 더 포함하는
광학 재료 샘플의 광학 테스트를 위한 장치.
제1항에 있어서,
일반 실린더는 실린더 및 프리즘으로 구성된 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는
광학 재료 샘플의 광학 테스트를 위한 장치.
제1항에 있어서,
일반 실린더, 샘플 및 유체의 굴절률은 실질적으로 동일한 것을 특징으로 하는
광학 재료 샘플의 광학 테스트를 위한 장치.
제1항에 있어서,
일반 실린더 및 광학 재료 샘플은 광학적으로 투명한 고체 재료로 동일하게 제조되는 것을 특징으로 하는
광학 재료 샘플의 광학 테스트를 위한 장치.
제1항에 있어서,
일반 실린더는 일반 실린더의 종방향 축선에 대해 실질적으로 평행하게 대칭 구성을 갖는 것을 특징으로 하는
광학 재료 샘플의 광학 테스트를 위한 장치.
제1항에 있어서,
일반 실린더는:
(a) 고정식;
(b) 단일 축선에서 회전 가능식;
(c) 하나 이상의 축선에서 회전 가능식;
(d) 사전 정의된 각도 범위에서 회전 가능식; 및
(e) 샘플에 수직으로부터 ±90도 회전 가능식;으로 구성된 그룹에 따라 배치되는 것을 특징으로 하는
광학 재료 샘플의 광학 테스트를 위한 장치.
제1항에 있어서,
샘플의 코어 영역은, 광선이 샘플과 조우하는 한편 샘플의 테스트가 수행되는 샘플의 위치로 정의되는 것을 특징으로 하는
광학 재료 샘플의 광학 테스트를 위한 장치.
제1항에 있어서,
리셉터클은:
(i) 일반 실린더의 실린더 직경을 따르는 방향의 리셉터클 폭, 이때 리셉터클 폭은 실린더 직경보다 작음; 및
(ii) 리셉터클 폭과 평행하지 않은 리셉터클 두께, 이때 리셉터클 두께는 일반 실린더의 제 1 측면과 제 2 측면 크기의 사이임;을 구비하고,
샘플은:
(i) 실린더 직경을 따르는 방향의 플레이트 폭, 이때 리셉터클 폭은 플레이트 폭보다 더 큼; 및
(ii) 플레이트 폭과 평행하지 않은 플레이트 두께, 이때 리셉터클 두께는 플레이트 두께보다 더 큼;을 구비하는 것을 특징으로 하는
광학 재료 샘플의 광학 테스트를 위한 장치.
제11항에 있어서,
리셉터클 폭 및 플레이트 폭은 실질적으로 평행하게 정렬되는 것을 특징으로 하는
광학 재료 샘플의 광학 테스트를 위한 장치.
제1항에 있어서,
리셉터클은 0.5 입방 센티미터(cc) 내지 50 cc의 유체를 수용하도록 구성되는 것을 특징으로 하는
광학 재료 샘플의 광학 테스트를 위한 장치.
제1항에 있어서,
샘플은:
(a) 글라스 플레이트;
(b) 코팅된 글라스 플레이트;
(c) 박막 편광판,
(d) 플라스틱 편광판, 및
(e) 1/4 웨이브 필터;로 구성된 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는
광학 재료 샘플의 광학 테스트를 위한 장치.
제1항에 있어서,
광학 기구는 코팅으로 피복되고, 이러한 코팅은 샘플에 입사되는 빛을 조작하는 데 사용되는 것을 특징으로 하는
광학 재료 샘플의 광학 테스트를 위한 장치.
제1항에 있어서,
광학 기구는 광학 광선을 준비하고 광학 광선을 일반 실린더로 입력하는 시준 광학 기구를 포함하고, 이때 시준 광학 기구는 적어도 2 자유도로 조정 가능한 것을 특징으로 하는
광학 재료 샘플의 광학 테스트를 위한 장치.
제1항에 있어서,
광학 광선의 광학 경로는 일반 실린더 및 유체를 통과하도록 구성되며, 이때 광학 경로의 대부분은 일반 실린더를 통과하도록 구성되는 것을 특징으로 하는
광학 재료 샘플의 광학 테스트를 위한 장치.
제1항의 장치에 작동적으로 연결된 제어기에 있어서,
상기 제어기는:
(a) 일반 실린더의 제 1 측면의 표면 영역에 수직으로 광학 광선을 입력하기 시작하고;
(b) 광선 경로가 중공에 도달할 때까지 일반 실린더의 제 1 측면을 거쳐 횡단하며, 그런 다음 제 1 측면으로부터 샘플의 제 1 측면 상의 중공 내 유체를 지나, 샘플을 거쳐, 샘플의 다른 측면 상의 유체를 지나, 일반 실린더의 제 2 측면으로 들어가고, 제 2 측면을 횡단하여 출력 신호로서 일반 실린더의 제 2 측면의 표면 영역에 수직으로 빠져 나가도록 일반 실린더를 배치하며;
(c) 광학 검출기에 의한 출력 신호의 캡처를 활성화하도록 구성되는
제어기.
제18항에 있어서,
상기 제어기는:
(a) 일반 실린더를 광선 경로에 대해 샘플의 제 1 각도로 배치한 후;
(b) 일반 실린더를 회전시켜 광선 경로에 대해 샘플의 제 2 각도로 배치하고; 및
(c) 상기 캡처 및 회전을 반복시키도록 더 구성되는
제어기.
광학 재료 샘플의 광학 테스트를 위한 방법에 있어서,
상기 방법은:
(a) 상기 제1항의 장치를 제공하는 단계;
(b) 일반 실린더의 제 1 측면의 표면 영역에 수직인 광학 광선을 입력하는 단계;
(c) 광선 경로가 중공에 도달할 때까지 일반 실린더의 제 1 측면을 거쳐 횡단하며, 그런 다음 제 1 측면으로부터 샘플의 제 1 측면 상의 중공 내 유체를 지나, 샘플을 거쳐, 샘플의 다른 측면 상의 유체를 지나, 일반 실린더의 제 2 측면으로 들어가고, 제 2 측면을 횡단하여 출력 신호로서 일반 실린더의 제 2 측면의 표면 영역에 수직으로 빠져 나가도록 일반 실린더를 배치하는 단계: 및
(d) 광학 검출기에 의해 출력 신호를 캡처하는 단계;를 포함하는
광학 재료 샘플의 광학 테스트를 위한 방법.
제20항에 있어서,
(a) 광선 경로에 대해 샘플의 제 1 각도로 배치하는 단계;
(b) 일반 실린더를 회전시켜 광선 경로에 대해 샘플의 제 2 각도로 배치하는 단계; 및
(c) 상기 캡처 및 회전을 반복하는 단계;를 더 포함하는
광학 재료 샘플의 광학 테스트를 위한 방법.
제21항에 있어서,
광학 테스트의 결과를 계산하도록 캡처에 의해 수집된 데이터를 처리하는 단계를 더 포함하는
광학 재료 샘플의 광학 테스트를 위한 방법.
제20항에 있어서,
(a) 광학 광선의 입력 전에 샘플을 횡단하는 단계; 및,
(b) 샘플없이 일반 실린더에 광학 광선을 입력함으로써 배경 소음을 측정하는 단계;를 더 포함하는
광학 재료 샘플의 광학 테스트를 위한 방법.
제20항에 있어서,
(a) 배경 소음을 측정하는 단계의 다음에,
(b) 광학 광선의 입력 전에 샘플을 횡단하는 단계; 및,
(c) 코팅된 샘플의 굴절률과 동일한 굴절률을 갖는 코팅되지 않은 샘플을 사용하여 코팅되지 않은 플레이트를 측정하는 단계;를 더 포함하는
광학 재료 샘플의 광학 테스트를 위한 방법.