一種紅外剩余反射率光譜測(cè)試附件及測(cè)試方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于反射率光譜測(cè)量【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種紅外剩余反射率光譜測(cè)試附件及測(cè)試方法。本發(fā)明研制專用的紅外剩余反射率光譜測(cè)試附件，將需要在被測(cè)樣品上兩次反射的反射率測(cè)量光路轉(zhuǎn)換成在被測(cè)樣品上單次反射的反射率測(cè)量光路，對(duì)減反射薄膜的剩余反射率光譜進(jìn)行測(cè)量。該測(cè)試方法的優(yōu)點(diǎn)在于可以明顯提高低反射率光譜的測(cè)量精度，特別是對(duì)于減反射薄膜剩余反射率光譜的測(cè)量效果更為明顯，同時(shí)該方案對(duì)測(cè)試樣品尺寸沒有限制，可以測(cè)試大尺寸樣品。
【專利說明】-種紅外剩余反射率光譜測(cè)試附件及測(cè)試方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于反射率光譜測(cè)量【技術(shù)領(lǐng)域】，具體設(shè)及一種紅外剩余反射率光譜測(cè)試附 件及測(cè)試方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 減反射薄膜在主要應(yīng)用于透射光學(xué)元件中，可W使光學(xué)元件在改變光路的同時(shí)盡 量減少入射光能量的損耗，因此要求減反射薄膜具有更高的光譜透過率；而另一方面，鍛制 減反射薄膜光學(xué)元件的剩余反射則會(huì)帶來雜散光，嚴(yán)重影響光學(xué)系統(tǒng)的功能，因此僅測(cè)試 減反射薄膜的透過率光譜是不夠的，需要同時(shí)對(duì)其反射率光譜進(jìn)行測(cè)量。
[0003] 目前剩余反射的測(cè)試大部分是基于激光波長(zhǎng)的，例如專利號(hào)CN201310739982. 1 一種大口徑激光玻璃包邊剩余反射的測(cè)量裝置及方法。反射率光譜的測(cè)量是基于光譜儀實(shí) 現(xiàn)的，應(yīng)用最多的是VW型測(cè)量光路，例如德國(guó)化址er公司的的VW絕對(duì)反射附件，光路校準(zhǔn) 時(shí)采用V型光路，測(cè)試時(shí)則為W型光路，該種裝置的共同特點(diǎn)是更適合高反射率光譜測(cè)試， 而對(duì)于減反射薄膜剩余反射測(cè)試存在噪聲過大的問題，無法實(shí)現(xiàn)剩余反射率光譜的精確測(cè) 試；另外還存在測(cè)試樣品尺寸限制問題，只能測(cè)試在一定尺寸范圍內(nèi)的樣品的紅外反射光 譜，無法實(shí)現(xiàn)大尺寸樣品測(cè)試。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] (一）要解決的技術(shù)問題
[0005] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：如何解決減反射薄膜剩余反射測(cè)試時(shí)的噪聲過大的 問題和測(cè)試樣品尺寸限制問題。
[0006] (二）技術(shù)方案
[0007] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種紅外剩余反射率光譜測(cè)試附件，其設(shè)置為： 分別測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)反射鏡的尺寸、標(biāo)準(zhǔn)反射鏡距離前、后、左、右參考位置的距離、W及標(biāo)準(zhǔn)反射 鏡在校準(zhǔn)時(shí)所在平面與參考平面之間的距離；根據(jù)測(cè)試結(jié)果設(shè)計(jì)所述測(cè)試附件，使測(cè)試光 路與背景掃描光路一致，在不改變VW型絕對(duì)反射附件校準(zhǔn)光路即V型光路的前提下，使測(cè) 試附件替代VW型絕對(duì)反射附件的鍛金反射鏡標(biāo)準(zhǔn)片的位置，W達(dá)到測(cè)試被測(cè)樣品紅外反 射光譜的目的；
[000引所述紅外剩余反射率光譜測(cè)試附件具體提供如下方式獲得：
[0009] 選定VW型絕對(duì)反射附件支撐選擇裝置的兩側(cè)支架的上表面為參考平面，測(cè)量參 考平面與校準(zhǔn)光路設(shè)置的鍛金反射鏡標(biāo)準(zhǔn)片反射面之間的距離t，由此設(shè)置紅外剩余反射 率光譜測(cè)試附件的厚度為t;
[0010] 測(cè)量?jī)蓚?cè)支架外側(cè)的距離為1，由此設(shè)置紅外剩余反射率光譜測(cè)試附件的內(nèi)側(cè)長(zhǎng) 度為1，紅外剩余反射率光譜測(cè)試附件兩側(cè)設(shè)置適當(dāng)長(zhǎng)度的凸出，用于與標(biāo)準(zhǔn)附件的兩側(cè)支 架配合定位；
[0011] 測(cè)量?jī)蓚?cè)支架頂端的寬度W，由此設(shè)置紅外剩余反射率光譜測(cè)試附件的寬度為W ;
[0012] 測(cè)量鍛金反射鏡標(biāo)準(zhǔn)片的長(zhǎng)度a和寬度b，w及其中屯、位置，在紅外剩余反射率 光譜測(cè)試附件上的相應(yīng)位置處設(shè)置出長(zhǎng)度為a *a、寬度為e*b的長(zhǎng)方形孔，其中a > 1， 0 > 1.4。
[0013] 此外，本發(fā)明還提供一種紅外剩余反射率光譜測(cè)試方法，其基于所述紅外剩余反 射率光譜測(cè)試附件來實(shí)施，測(cè)試時(shí)需要傅立葉紅外光譜儀、VW型絕對(duì)反射附件W及與VW型 絕對(duì)反射附件配套使用的紅外剩余反射率光譜測(cè)試附件；
[0014] 所述紅外剩余反射率光譜測(cè)試附件安放在VW型絕對(duì)反射附件的最上面，安放時(shí) 鍛金標(biāo)準(zhǔn)片旋至W型光路位置，其尺寸與VW型絕對(duì)反射附件配合；
[0015] 所述測(cè)試方法包括如下步驟：
[0016] 步驟S1 ;在傅立葉紅外光譜儀上安裝標(biāo)配的VW型絕對(duì)反射附件；
[0017] 步驟S2 ;采用標(biāo)配的VW型絕對(duì)反射附件校準(zhǔn)背景光譜能量；
[0018] 步驟S3 ;采用標(biāo)配的VW型絕對(duì)反射附件測(cè)試得到校準(zhǔn)片，即附件配置的鍛金反射 鏡的反射率光譜Ri a);其中，A為波長(zhǎng)；
[0019] 步驟S4 ;采用前述紅外剩余反射率光譜測(cè)試附件測(cè)試校準(zhǔn)片反射率光譜R2 ( A );
[0020] 步驟S5 ;采用步驟S4中紅外剩余反射率光譜測(cè)試附件測(cè)試得到減反射膜剩余反 射率光譜Rs ( A )，根據(jù)如下公式計(jì)算得到減反射膜剩余反射率光譜R ( A ):
[0021] /?(乂）=化，(/1)^。 於2(乂)
[002引 （S )有益效果
[0023] 本發(fā)明研制專用的紅外剩余反射率光譜測(cè)試附件，將需要在被測(cè)樣品上兩次反射 的反射率測(cè)量光路轉(zhuǎn)換成在被測(cè)樣品上單次反射的反射率測(cè)量光路，對(duì)減反射薄膜的剩余 反射率光譜進(jìn)行測(cè)量。該測(cè)試方法的優(yōu)點(diǎn)在于可W明顯提高低反射率光譜的測(cè)量精度，特 別是對(duì)于減反射薄膜剩余反射率光譜的測(cè)量效果更為明顯，同時(shí)該方案對(duì)測(cè)試樣品尺寸沒 有限制，可W測(cè)試大尺寸樣品。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0024] 圖1為紅外剩余反射率光譜測(cè)試附件機(jī)械圖。
[0025] 圖2為標(biāo)準(zhǔn)附件反射率光譜測(cè)量光路示意圖。
[0026] 圖3為常規(guī)反射率光譜測(cè)量光路示意圖。
[0027] 圖4為標(biāo)準(zhǔn)附件測(cè)試的石英基底金膜校準(zhǔn)片反射率光譜。
[002引圖5為采用紅外剩余反射率光譜測(cè)試附件的反射率光譜測(cè)量光路示意圖。
[0029] 圖6為紅外剩余反射率光譜測(cè)試附件測(cè)試的金反射鏡反射率光譜。
[0030] 圖7為Ge基底中波減反射膜反射光譜常規(guī)測(cè)試與紅外剩余反射率光譜測(cè)試附件 測(cè)試的曲線示意圖。
[0031] 圖8為Ge基底中波減反射膜反射光譜常規(guī)測(cè)試與紅外剩余反射率光譜測(cè)試附件 測(cè)試曲線示意圖（局部放大）。
[0032] 圖9為CaF2反射率光譜常規(guī)測(cè)試與紅外剩余反射率光譜測(cè)試附件的測(cè)試曲線示 意圖。
[0033] 圖10為Ca巧反射率光譜常規(guī)測(cè)試與紅外剩余反射率光譜測(cè)試附件的測(cè)試曲線示 意圖（局部放大）。
[0034] 圖11為本發(fā)明技術(shù)方案的方法流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0035] 為使本發(fā)明的目的、內(nèi)容、和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的

【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0036] 為解決現(xiàn)有技術(shù)的問題，本發(fā)明提供一種紅外剩余反射率光譜測(cè)試附件，如圖1 所示，其設(shè)置為；分別測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)反射鏡的尺寸、標(biāo)準(zhǔn)反射鏡距離前、后、左、右參考位置的距 離、W及標(biāo)準(zhǔn)反射鏡在校準(zhǔn)時(shí)所在平面與參考平面之間的距離；根據(jù)測(cè)試結(jié)果設(shè)計(jì)所述測(cè) 試附件，使測(cè)試光路與背景掃描光路一致，在不改變VW型絕對(duì)反射附件校準(zhǔn)光路即V型光 路的前提下，使測(cè)試附件替代VW型絕對(duì)反射附件的鍛金反射鏡標(biāo)準(zhǔn)片的位置，W達(dá)到測(cè)試 被測(cè)樣品紅外反射光譜的目的；
[0037] 所述紅外剩余反射率光譜測(cè)試附件具體提供如下方式獲得：
[003引選定VW型絕對(duì)反射附件支撐選擇裝置的兩側(cè)支架的上表面為參考平面，測(cè)量參 考平面與校準(zhǔn)光路設(shè)置的鍛金反射鏡標(biāo)準(zhǔn)片反射面之間的距離t，由此設(shè)置紅外剩余反射 率光譜測(cè)試附件的厚度為t;
[0039] 測(cè)量?jī)蓚?cè)支架外側(cè)的距離為1，由此設(shè)置紅外剩余反射率光譜測(cè)試附件的內(nèi)側(cè)長(zhǎng) 度為1，紅外剩余反射率光譜測(cè)試附件兩側(cè)設(shè)置適當(dāng)長(zhǎng)度的凸出，用于與標(biāo)準(zhǔn)附件的兩側(cè)支 架配合定位；
[0040] 測(cè)量?jī)蓚?cè)支架頂端的寬度W，由此設(shè)置紅外剩余反射率光譜測(cè)試附件的寬度為W ;
[0041] 測(cè)量鍛金反射鏡標(biāo)準(zhǔn)片的長(zhǎng)度a和寬度b，W及其中屯、位置，在紅外剩余反射率 光譜測(cè)試附件上的相應(yīng)位置處設(shè)置出長(zhǎng)度為a *a、寬度為e*b的長(zhǎng)方形孔，其中a > 1， 0 > 1.4。
[0042] 此外，本發(fā)明還提供一種紅外剩余反射率光譜測(cè)試方法，其基于所述紅外剩余反 射率光譜測(cè)試附件來實(shí)施，測(cè)試時(shí)需要現(xiàn)有的傅立葉紅外光譜儀、VW型絕對(duì)反射附件W及 與VW型絕對(duì)反射附件配套使用的紅外剩余反射率光譜測(cè)試附件；所述紅外剩余反射率光 譜測(cè)試附件也稱為專用附件；
[0043] 所述紅外剩余反射率光譜測(cè)試附件安放在VW型絕對(duì)反射附件的最上面，安放 時(shí)鍛金標(biāo)準(zhǔn)片旋至W型光路位置，其尺寸需要與VW型絕對(duì)反射附件配合；該里W化址er Vedex 70傅立葉紅外光譜儀為平臺(tái)，設(shè)計(jì)的紅外剩余反射率光譜測(cè)試附件具體尺寸見附 圖1 ;
[0044] 如圖11所示，所述測(cè)試方法包括如下步驟：
[0045] 步驟S1 ;在傅立葉紅外光譜儀上安裝標(biāo)配的VW型絕對(duì)反射附件；
[0046] 步驟S2 ;采用標(biāo)配的VW型絕對(duì)反射附件校準(zhǔn)背景光譜能量；
[0047] 步驟S3 ;采用標(biāo)配的VW型絕對(duì)反射附件測(cè)試得到校準(zhǔn)片，即附件配置的鍛金反射 鏡的反射率光譜Ria);其中，A為波長(zhǎng)；
[0048] 步驟S4 ;采用前述紅外剩余反射率光譜測(cè)試附件測(cè)試校準(zhǔn)片反射率光譜R2 ( A );
[0049] 步驟S5 ;采用步驟S4中紅外剩余反射率光譜測(cè)試附件測(cè)試得到減反射膜剩余反 射率光譜Rs ( A )，根據(jù)如下公式計(jì)算得到減反射膜剩余反射率光譜R ( A ):
[0050] 巧(乂）= AW 轉(zhuǎn)。 八2(乂）
[0051] 下面結(jié)合具體實(shí)施例來詳細(xì)描述本發(fā)明。
[00巧實(shí)施例
[0化3] 本實(shí)施例將基于德國(guó)化址er公司Vedex 70型付利葉紅外光譜儀進(jìn)行具體說明。 首先分別測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)反射鏡的尺寸，標(biāo)準(zhǔn)反射鏡距離前、后、左、右參考位置的距離，W及標(biāo)準(zhǔn) 反射鏡在校準(zhǔn)時(shí)所在平面與參考平面之間的距離；根據(jù)測(cè)試結(jié)果設(shè)計(jì)紅外剩余反射率光譜 測(cè)試附件，使測(cè)試光路與背景掃描光路一致，其機(jī)械圖見圖1。
[0化4] 下面基于上述紅外剩余反射率光譜測(cè)試附件對(duì)Ge基底和Si基底上的減反射膜的 剩余反射率光譜進(jìn)行測(cè)量。
[0055] 1)安裝標(biāo)準(zhǔn)反射附件，進(jìn)行反射率光譜測(cè)試背景校準(zhǔn)，參數(shù)設(shè)置為：光譜范圍 4000-400cm-l，分辨率4cm-l，背景掃描次數(shù)10,樣品掃描次數(shù)10,背景校準(zhǔn)光路參閱圖2 ; [0化6] 2)采用標(biāo)準(zhǔn)附件測(cè)試得到校準(zhǔn)片反射率光譜Ri ( A )，該里采用的是石英基底上鍛 制金膜，測(cè)量光路參閱圖3,測(cè)量結(jié)果參閱圖4,石英基底金膜校準(zhǔn)片的反射率為99%左右；
[0057] 3)放置紅外剩余反射率光譜測(cè)試附件，測(cè)試金膜校準(zhǔn)片反射率光譜R, ( A )，測(cè)試 光路參閱圖5,采用紅外剩余反射率光譜測(cè)試附件的測(cè)試光路與背景校準(zhǔn)光路相同，反射率 測(cè)試結(jié)果高于100%，具體參閱圖6 ;
[005引 4)采用紅外剩余反射率光譜測(cè)試附件測(cè)試得到雙面拋光尺寸為。20mmX2mm的 Ge基底上減反射膜剩余反射率光譜Rs( A )，根據(jù)公式計(jì)算得到減反射膜剩余反射率光譜 R(入）：
[0059] KW =巧3 (2)興其。 K'2(乂)
[0060] 紅外剩余反射率光譜測(cè)試附件的測(cè)試結(jié)果和常規(guī)測(cè)試結(jié)果對(duì)比情況參閱圖7和 圖8,其中圖8為低反射區(qū)局部放大，兩種測(cè)試曲線吻合較好，但紅外剩余反射率光譜測(cè)試 附件的測(cè)試曲線明顯噪聲更低，尤其是在低反射區(qū)更加明顯；
[0061] W采用步驟4)中相同的方法測(cè)試得到單面拋光尺寸為。30mmX3mm的CaF2基底 上減反射膜剩余反射率光譜，與常規(guī)測(cè)試結(jié)果對(duì)比情況見圖9和圖10,其中圖10為低反射 區(qū)局部放大，兩種測(cè)試曲線吻合較好，且與CaFs的理論反射率一致，但紅外剩余反射率光譜 測(cè)試附件的測(cè)試曲線明顯噪聲更低，尤其是在低反射區(qū)效果更加明顯。
[0062] W上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人 員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可W做出若干改進(jìn)和變形，該些改進(jìn)和變形 也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種紅外剩余反射率光譜測(cè)試附件，其特征在于，其設(shè)置為：分別測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)反射鏡 的尺寸、標(biāo)準(zhǔn)反射鏡距離前、后、左、右參考位置的距離、以及標(biāo)準(zhǔn)反射鏡在校準(zhǔn)時(shí)所在平面 與參考平面之間的距離；根據(jù)測(cè)試結(jié)果設(shè)計(jì)所述測(cè)試附件，使測(cè)試光路與背景掃描光路一 致，在不改變W型絕對(duì)反射附件校準(zhǔn)光路即V型光路的前提下，使測(cè)試附件替代VW型絕對(duì) 反射附件的鍍金反射鏡標(biāo)準(zhǔn)片的位置，以達(dá)到測(cè)試被測(cè)樣品紅外反射光譜的目的； 所述紅外剩余反射率光譜測(cè)試附件具體提供如下方式獲得： 選定VW型絕對(duì)反射附件支撐選擇裝置的兩側(cè)支架的上表面為參考平面，測(cè)量參考平 面與校準(zhǔn)光路設(shè)置的鍍金反射鏡標(biāo)準(zhǔn)片反射面之間的距離t，由此設(shè)置紅外剩余反射率光 譜測(cè)試附件的厚度為t; 測(cè)量?jī)蓚?cè)支架外側(cè)的距離為1，由此設(shè)置紅外剩余反射率光譜測(cè)試附件的內(nèi)側(cè)長(zhǎng)度為 1，紅外剩余反射率光譜測(cè)試附件兩側(cè)設(shè)置適當(dāng)長(zhǎng)度的凸出，用于與標(biāo)準(zhǔn)附件的兩側(cè)支架配 合定位； 測(cè)量?jī)蓚?cè)支架頂端的寬度《，由此設(shè)置紅外剩余反射率光譜測(cè)試附件的寬度為W; 測(cè)量鍍金反射鏡標(biāo)準(zhǔn)片的長(zhǎng)度a和寬度b，以及其中心位置，在紅外剩余反射率光 譜測(cè)試附件上的相應(yīng)位置處設(shè)置出長(zhǎng)度為a*a、寬度為的長(zhǎng)方形孔，其中a多1， 0 彡 1. 4。
2. -種紅外剩余反射率光譜測(cè)試方法，其特征在于，其基于權(quán)利要求1所述紅外剩余 反射率光譜測(cè)試附件來實(shí)施，測(cè)試時(shí)需要傅立葉紅外光譜儀、VW型絕對(duì)反射附件以及與W 型絕對(duì)反射附件配套使用的紅外剩余反射率光譜測(cè)試附件； 所述紅外剩余反射率光譜測(cè)試附件安放在VW型絕對(duì)反射附件的最上面，安放時(shí)鍍金 標(biāo)準(zhǔn)片旋至W型光路位置，其尺寸與VW型絕對(duì)反射附件配合； 所述測(cè)試方法包括如下步驟： 步驟Sl:在傅立葉紅外光譜儀上安裝標(biāo)配的VW型絕對(duì)反射附件； 步驟S2 :采用標(biāo)配的VW型絕對(duì)反射附件校準(zhǔn)背景光譜能量； 步驟S3 :采用標(biāo)配的VW型絕對(duì)反射附件測(cè)試得到校準(zhǔn)片，即附件配置的鍍金反射鏡的 反射率光譜R1(X);其中，X為波長(zhǎng)； 步驟S4 :采用前述紅外剩余反射率光譜測(cè)試附件測(cè)試校準(zhǔn)片反射率光譜R2 (A); 步驟S5 :采用步驟S4中紅外剩余反射率光譜測(cè)試附件測(cè)試得到減反射膜剩余反射率 光譜R3 (A)，根據(jù)如下公式計(jì)算得到減反射膜剩余反射率光譜R(入）：
【文檔編號(hào)】G01J3/42GK104501958SQ201410717638
【公開日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2014年12月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月2日
【發(fā)明者】季一勤, 劉丹丹, 劉華松, 姜承慧, 趙志宏, 莊克文, 冷健 申請(qǐng)人:中國(guó)航天科工集團(tuán)第三研究院第八三五八研究所