材料视界 | 光学镀膜175-50000nm全波段光学透射反射性能检测方法进展

随着智能穿戴设备、消费电子设备应用兴起，生物识别、物联网、自动驾驶、国防/安防等领域对光电镀膜材料的需求日益旺盛。不同行业根据使用场景，对光学镀膜的性能提出了更加多样化的需求，越来越多需要测试镀膜样品的变角度透射、变角度反射信号。传统变角度反射测试一般为相对反射率测试，需要通过参比镜进行数据传递，往往参比镜在不同角度下的绝对反射率曲线很难获取，给测试带来很大困难，同时在数据传递中也会增加误差的来源。

以下分别选取不同应用场景下的典型样品，对测试数据进行简要介绍。

采用TAMS附件可以方便快捷的测试样品不同角度下透射数据，自动测试样品不同角度下P光和S光下透射率曲线，一次设置即可完成所有角度在不同偏振态下透射率曲线测试，无需多次操作，测试曲线如下图所示。

图2  样品不同角度和偏振态下透射率测试数据

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如下图测试石英片样品45度下紫外波段P光和S光反射数据，测试结果如下：

图3  样品紫外波段P光和S光偏振测试

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同一个样品，可以通过软件设置一次性测试得到样品透射和反射率曲线，如下图所示，该样品在可见波长下反射率大于99.5%，透射率低于0.5%，可同时表征高透和减反性能。

图4  样品45度透射和反射曲线测试

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采用TAMS附件测试NIST标准铝镜10度下反射率曲线，如下图所示，黑色曲线为TAMS测试曲线，红色为NIST标准值曲线，两条数据曲线基本重合，进一步证明测试系统的可靠性，可以准确测试样品的光学数据。

图5  NIST标准铝镜10度反射率曲线测试

（红色为NIST标准曲线）（点击查看大图）

软件设置不同的测试角度和偏振方向，自动测试样品不同角度下P光和S光偏振态下反射率曲线，如下图所示，200-2500nm整个波段下测试曲线均有优异信噪比，尤其是在紫外区（200-400nm），可以完成各波长范围的反射性能测试。

图6  样品全波段（200-2500nm）

变角度反射率测试（点击查看大图）

测试样品600-1400nm下45度反射率曲线，该样品在1200nm以上属于高反射率，反射率大于99.5%，同时需要关注600-1200nm范围各个吸收峰情况，该波段下吸收峰非常尖锐，同时吸收峰较多，需要仪器具备高分辨率，从而准确测试出每一个尖锐吸收峰信号。

图7  膜系设计验证样品45度反射率测试

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除了测试常规变角度透射和反射曲线外，TAMS附件可以自动测试样品不同角度下透射和反射率信号，可以得出样品不同角度下的透射分布函数（BTDF）和反射分布函数（BRDF）信号，最终得到双向散射分布函数（BSDF）。采用该附件可方便测试样品双向散射分布函数（BSDF）、双向反射分布函数（BRDF）、双向透射分布函数（BTDF）等光学参数测试，测试结果如下图所示：

图8  BRDF和BTDF测试

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如下图所示，测试样品不同波长下BSDF分布函数曲线（BRDF + BTDF），从而可以得出样品随不同角度下透射和反射信号变化情况。

图9  样品不同波长下BSDF（BRDF+BTDF）测试

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Lambda系列光谱仪为双样品仓设计，TAMS附件可与标准检测器、积分球检测器自由更换。对于窄带滤光片样品，即需要准确测设带通区域的透过率、半峰宽，也需要准确测试截止区吸光度值（OD值），可直接切换标准检测器进行检测。

图10 用于激光雷达的镀膜镜片透射

和OD值测试数据（点击查看大图）

如下图为红外波段透射和反射测试曲线：

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