透射/反射光谱测量解决方案-莱森光学

2年前 (2022-11-18)阅读2回复1
zaibaike
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透射/反射光谱丈量是素材自己的一项重要光学特征,是光谱丈量的根本手段,凡是需要利用光谱仪、光源、光纤、丈量收架、原则参比样品、丈量软件等设备。关于差别品种的样品,为了获取更好的光谱数据,那两种根本形式会演酿成薄膜丈量、吸光度丈量等多种丈量形式。

跟着工业的敏捷开展和半导体行业的生态化,人们对产物的立异和素材自己的操行的要求不竭进步,摘用光纤光谱仪停止快速、切确的透射/反射光谱丈量手艺也逐步成熟起来。

透射/反射光谱丈量原理

光纤光谱仪凡是以比力法来测定光谱的反射率或透过率,即参考样品与样本在不异波长上反射或透射的单一颜色的辐射能量,以测定样本的反射率或透过率等。

在透过率丈量时,象素n上的透过率是用当前样品、参考和布景数据按下面方程计算出来的:

式中T-----------透过率

Sample-----------样品透过强度值

Ref------------参考样片透过强度

Dark-----------布景数据

透过率的百分比在数学上与反射率是一样的,所以同样能够用于反射尝试,反射测试中ref为参考板反射强度(假设需要丈量绝对反射率值,需要在式中乘以系数C,C为参考反射板在每个波长的绝对反射率值)。

单光路测试:

起首不放样品,测出100%透射的光谱信号;

放进样品测试光谱信号

两个信号停止比力得到的透射率

特征:

1、需要2次丈量,丈量速度慢;

2、对光源的不变性以及系统的不变性要求极高。

双光路测试:

参照光和主光束别离被探测器领受;

透射率=主光束强度/参考光强度;

测试前要停止系统光谱校正。

Notice:

丈量样品口径的影响:当样品小于光斑尺寸时,摘用光阑限造;

测试样品的厚度:关于较厚的样品在参考光路中也要放进等厚样品;

测试样品楔形角影响:光束尽量准曲+利用大口径的积分球探测;

测试样品后外表:根据空白基板的双面透射率,从样品双面透射率数值中求出前外表的透射率数值;

光线的偏振效应:样品垂曲放置+偏执测试安装;

仪器的光谱辨认率:抉择适宜的辨认率,滤光片要求辨认率高;

空气中某些成分的吸收带影响:二氧化碳吸收,办法是样品室充氮。

利用范畴

透射/反射光谱仪系统具有丈量快速,准确,便利集成等长处,目前已经普遍利用到尝试室检测、产物在线测试等利用。目前的次要利用在:

在线反射/透射测试、高分子素材反射/透射测试

光学镜片、薄膜样品反射/透射测试

干预滤光片、光伏压花玻璃透射测试

各类晶体、塑料、纺织品等反射测试

LCD背光板、手机/平板油墨孔等透射丈量

透射光谱丈量

透射指进射光通过折射穿过物体后的出射现象。透过的对象多为通明体或半通明体,例如,玻璃、滤光片等。透过率光谱反映了样品关于光的透过特征,表达通明体透过光的水平,若样品是无色通明的,除少数光被反射外,大大都光均透过物体。以空气为基准,在全可见光谱范畴内透过率都是1透过率。

其光谱透射丈量办法原理为:在不异的光源与不异光强度下,别离得到光谱仪在不放待测样品和放待测样品的响应,通过计算其响应的比值得到透过率,透过率Γ凡是为样品的透射光谱与参考光谱的比值。

透过率丈量毗连示企图

因为透射率光谱具有角度特征,所以关于光滑试样与粗拙试样,其光谱透射丈量的办法也不尽不异,也就是说,在差别的角度下,被测试样的透射率光谱也会有差别。关于完全平整的样品,能够用0度角进射,180度角领受;对粗拙的样品,要求要0度角进射,积分球领受。积分球在空间上的反射性能很好,在屡次反射后,透射光会很平均,测得的成果不变、重现性好,并且它的光学性能也很好,所以在对各类性量的样品停止测试时,都能获得较高的精度。

透过率丈量光路示企图

那种光路多用于尝试室内或工业在线测试,其构造无需与样品外表接触,光路构造简单,对试样外形无严厉要求,检测简单灵敏,与公用光学配件相婚配,合适温度较高的消费情况,可实如今线检测,也适用于尝试室检测。在某些特定的丈量中,例如在差别的进射角下,在素材的透射率改变,或在差别的外表特征试样下停止丈量,譬如,光伏压花玻璃、平板油墨孔、OLED 等光学玻璃也能够定造公用角度光学镜头及附件以差别角度用到积分球的体例停止测试。

反射光谱丈量

反射率是指由反射部门(含镜面反射和漫反射)占进射辐射的比例。反射光谱能够用做反射率丈量、折射率丈量、颜色参数丈量和薄膜厚度丈量等方面丈量,且普遍的利用于反射型元件的光学性量丈量等。在对反射试样停止丈量时,摘用全反射散射漫射体做为基准,其反射率在全波长上都是1。因为事实上没有一种实正的物量具有那种性量,所以如今凡是用烟熏、压粉或喷涂的氧化镁(MgO)、硫酸钡(BaSO4)、海伦和白色陶瓷片等做为参考。

光谱反射丈量的根本原理是操纵光纤将光源输送到物体的外表,再将素材的光谱反射数据传到光纤光谱仪上,由软件将其展现,并对其停止阐发,从而能够看待测样品停止判定。其办法为:在不异的光源与不异光强度下,别离得到光谱仪在不放待测样品和放待测样品的响应,通过计算其响应的比值得到反射率ρ。

在丈量时,将一面与基准光路呈必然角度的原则反射器置于丈量光路上,并以其反射光谱为参照。当暗光谱和参考光谱都搜集完毕后,能够将被丈量的样品替代为原则的反射板,停止后续尝试的测试。在计算反射光谱时,必需先用软件来读取原则反射板的反射率光谱数据。若读取的反射率与所利用的原则反射板不相符,或二者的角度要求不相符,则会招致较大误差。

反射率丈量(探头)毗连示企图

看待测样品停止反射率光谱丈量,一般利用卤钨灯做为照明光源,本文尝试中光源摘用莱森光学的iLight-DH-ADJ氘卤组合光源,操纵LiSpec-HS400微型光谱仪共同反射积分球停止丈量,是因为积分球内部外表是一个完全的漫射体,其空间的反射性量非常平均,反射的光线在内部被反射后会变得很平均,而且强度会跟着反射次数增加而削弱;具有丈量不变,反复性好,成果准确等长处。下图为用积分球测全反射率的光路示企图。

反射率丈量(积分球)毗连示企图

反射率丈量光路示企图

下表中所示是一个典型的反射光谱丈量系统,此中各个部门的构成如下:

莱森光学的光谱仪具有体积小,不变性高,撑持软件二次开发,配件丰富等特征,已经胜利的普遍利用于玻璃、高分子素材等行业的测试。而光纤光谱仪摘用光纤光路,处理了光路在仪器集成中的限造。而且莱森光学为用户供给了以光谱仪为核心的光谱丈量设备,操纵那些设置装备摆设丰富的设备,即可搭建各类常见的光谱丈量系统。

当我们对物体停止透射丈量时,光谱仪的抉择很重要,但其实配件的抉择也同样不成小觑。整套处理计划的每个部门都和丈量成果的可靠性和准确性密切相关。接下来我们就透射丈量处理计划(光谱配件、探头等等)停止详尽阐发。

光源:

iLight-HAL、iLight-HAL-HP、LS-UV-HAL卤钨灯、紫外加强卤钨灯

iLight-DH-ADJ 氚卤组合光源

iLight-DHc、iLight-Xe 氙灯

光纤:

摘用纯度很高的进口石英纤芯,光纤类型摘用多模光纤,数值孔径为0.22,也能够为用户供给如NA=0.12、0.15/0.26/0.37等数值孔径的多模光纤

积分球:

次要实现对漫散射强素材的光学透过率/反射率丈量(可根据需要,切换利用SMA905光学光谱法或原则BNC探测器法),次要适用于手机屏、展现屏、玻璃镜片、胶水、油墨、镀膜镜片等透过率丈量,特殊合适IR油膜孔透过率丈量。

原则反射积分球iSphere-C3-REF 原则透射积分球iSphere-C3-TMS

镜头:

LS-FOL 光纤准曲聚焦镜头

欢送存眷公家号:莱森光学,领会更多光谱常识。

莱森光学(深圳)有限公司是一家供给光机电一体化集成处理计划的高科技公司,我们专注于光谱传感和光电利用系统的研发、消费和销售。

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透射/反射光谱测量解决方案-莱森光学 相关回复(1)

星辰
星辰
沙发
莱森光学透射/反射光谱测量解决方案精准高效,技术领先!
4天前 (07-15 17:15)回复00
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