如何衡量减反射涂料的成功

图片来源:Mile Atanasov/shutterstock.com

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减反射涂层应用于许多光学材料,从日常眼镜到成像仪器,以帮助表面吸收光线,使其不会干扰用户。亚博网站下载在本文中,我们将了解什么是抗反射涂层,以及如何使用不同的分析来查看它们是否有效。

什么是抗反射涂料?

防反射涂层在入射光和透镜或其他光学元件的表面之间起屏障作用,以减少光的反射。这些涂层用于日常产品,如玻璃,但它们也可以用于成像系统的组件,以提高单位的效率和图像的对比度。即使是光刻领域也受益于抗反射涂层,因为涂层有助于消除基材上的图像扭曲。

根据应用的不同,这些涂层会有所不同;对于激光放大器等高科技应用,涂层厚度必须达到10-4级。减反射涂料的种类有指数匹配型、单层干涉型、多层干涉型、吸收型和圆形极化型等。自然界中甚至也有抗反射涂层,飞蛾的眼睛就是一个这样的例子:一种纳米级的薄膜能让飞蛾在黑暗中有效地看到东西——科学家们已经用仿生方法重现了这种效果。

防反射涂层是如何工作的

减反射涂层主要有两种工作方式,这取决于在表面上应用的是厚膜还是薄膜。抗反射涂层主要由三部分组成,即空气、涂层和玻璃基板。使用厚薄膜会产生抗反射效果,因为涂层和涂层两侧的层之间的折射率不同。薄膜涂层的厚度并不依赖于特定的厚度,但涂层的厚度需要大于一个波长的光才能工作。

另一方面,当薄膜涂层的波长在四分之一到二分之一之间时,薄膜涂层就会产生减反射效果。这种效应会引起一种破坏性干涉,从而减少表面的反射。对于薄膜来说,光线照射到薄膜表面的角度通常是决定吸收多少光的重要因素。

分析抗反射涂层

有各种各样的方法来确定涂层的效率,从而可以定义它的成功。分析非常薄的涂层也没有问题。

紫外可见光谱

紫外-可见光谱法是测定增透涂层绝对反射率和相对镜面反射率的常用方法。紫外-可见光谱仪可以进行反射和吸收测量,以确定涂层的表现如何。

图片致谢:Rabbitmindphoto / shuttersotck.com

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这些方法可以在多种材料上进行,包括在光谱的任何一端,具有低或高反射率的材料。亚博网站下载这种方法可以用于透镜、液晶显示器和激光反射镜,但需要绝对反射附件或镜面反射附件。

这些方法之间有一些细微的差别。顾名思义,绝对反射率得到的是绝对值,相对镜面反射率得到的数据是相对于已知的参考材料-通常是一个铝反射镜。即使在相同的材料上使用,得到的值也会不同。这是因为参考的反射率从来都不是100%,其值通常取决于所使用的波长。参考镜的普通反射率在80到95%之间,但如果使用相同的参考镜,结果通常是可重复的。

阈值变动方法

在光谱的高科技一端,即用于激光器的组件,还有另一种方法。这就是所谓的阈值移位法。这更像是一种数学方法,而不是物理方法。在该方法中,测量了涂层沉积前后阈值电流与激光长度的关系。为了执行这种方法,必须知道激光长度,增益和有效折射率,以执行所需的计算。

这种方法可以在不知道涂层参数的情况下进行,但这个过程要复杂得多,需要许多其他方法来工作。这种方法只能用于具有高反射率的组件,但它可以用于10-3阶的薄膜。通过了解所有参数和相关方程,可以利用涂层施加前后阈值电流的差值推导出反射率。

来源:

宾州州立大学:http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.498.2244&rep=rep1&type=pdf

Filmetrics:https://www.filmetrics.com/ophthalmic

https://www.filmetrics.com/thickness-measurement/f10-ar

日本岛津公司:https://www.shimadzu.com/an/industries/engineering-亚博网站下载materials/glass-ceramics/index.html

激光二极管面模态反射率测量- Repasky K. S.等应用光学2000, DOI: 10.1364 / AO.39.004338

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利亚姆奎奇立

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利亚姆奎奇立

利亚姆·克里奇利(Liam Critchley)是一名作家和记者,专注于化学和纳米技术,拥有化学和纳米技术的MChem和化学工程研究硕士学位。

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    奎奇立利亚姆。“如何衡量减反射涂料的成功”。AZoM。//www.washintong.com/article.aspx?ArticleID=15807。(访问2021年6月26日)。

  • 哈佛大学

    奎奇立Liam》2020。如何衡量减反射涂料的成功.AZoM, 2021年6月26日观看,//www.washintong.com/article.aspx?ArticleID=15807。

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