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光学滤光片的测试指标

日期:2020-09-20 23:08
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摘要:光学滤光片的测试指标

光学滤光片的测试指标


也许*重要的指标是测试指标,这是指在滤光片上完成的整套测试,以便测试其性能。应该记住的是,尽管滤光片是被设计来满足一定的特殊性能,但只有在测试指标中记录的性能是在实际中可以得到保证的性能。很明显地,测试指标必须按照性能指标的要求来编写。事实上,描述滤光片的性能可能是非常简单的,就是让其通过合适的性能测试一样。有时,我们会发现测试指标是一个宽泛的文件,甚至有时用户的性能指标也将作为测试指标。如果这样的话,一些人会理解用性能指标来决定将被应用的测试,因此在编写中包含测试和解释方法常常会比较好。

在任何测试说明书中,首先*重要的是关于性能或者制作、采用的测试设备类型的明确陈述。这确保在必要的情况下结果可以重复,即使是远离测试点。接着,各种测试及其可接受水平才能够被确定下来。

在这类如均匀性等因子的测量中,相关测试和解释方法是非常重要的。利用常规的测试方法是不可能得到优良的均匀性的。在薄膜中每一个点的性能必须用一个极微小的测量光束来测试。通常简单和满意的方法是用一定面积的测量光束在滤光片的中心区域和圆周周围四个相近的等间隔区域检查性能,如峰值波长。在五次独立的测试中,滤光片的差异可以认为是峰值波长,或者其他性能属性的差异。测量中用到的光谱仪也有一定的带宽并且滤光片的带宽并且滤光片的宽度要比它小,一般来说滤光片的这种性能不会被识别,这尤其会出现在截止度测量中。截止度测量常常必须在非常宽的范围内进行,为了在合理的时间内完成测量,必须有一个快速的扫描速度,这反过来需要一个较宽的宽带。我我们能为在一定区域上将测量值取平均,如果被截止的能量是谱线而不是连续光谱,则这种结果是不符合要求的。在这种情况下,谱线应该被标定,并且这些测量应包括在确定的谱线处更仔细的测量。

当然,不可避免的是,在每一个独立的滤光片上进行的测试量越大,滤光片的价格就越贵。低价格标准滤光片的性能测试主要根据批次进行,且在每一个独立的滤光片上仅需要检查很少的细节。我们需要在头脑中形成这样的观点,预期客户从一份产品目录中购买一标准的滤光片,其*好性能水平不能由单一给定的滤光片得到优良的保证。由于价格因素,我们不可能进行除了基本测试外的其他性能测试。

目前为止,我们讨论了滤光片的直接可测量的光学性能,但是仍有一些物体的自然属性相当难以测量,这些与薄膜和基底的质量和加工有关。对于任何光学组件,基底都是会被详细描述的,如表面的面形、抛光程度和允许的玷污、光洁度等,这里我们不应该进一步考虑基底。有一个指标MIL-E13830A,特别是在美国被广泛应用,这为包括基底在内的光学元件提供了一套有效的标准。

镀膜的质量可以通过是否存在缺陷来衡量,如针孔、污点、溅射标记及未镀膜区域。针孔的重要性主要有两个原因。**,他们实际上时很小的未镀膜区域或者部分未镀膜区域,这些区域将会使额外的光透射截止区,从而降低滤光片的整体性能。**,特别是对于可见光区的滤光片,这些不足会影响整体的美观。实际上,与它们在实际中对性能的影响相比,它们使外观看起来更糟。除了单纯的外观判断,我们可以根据一定尺寸单位面积上给定的*大数值来确定针孔的允许大小,这个*大数值是通过计算滤光片的截止度降低到一个给定数值时的针孔数目。为了计算这一数值,必须对将会随时用到的滤光片的*小面积进行假定。这主要取决于实际应用,但是当在这一方面缺少明确的信息时,合适的数值是5mm×5mm。很明显,这一面积越小,*大针孔的数目便越小。当然,在任何滤光片中,针孔的实际计算将涉及高昂的劳动量,在实际中将滤光片与参考样品相比较,对于可见光滤光片进行测量常常是视觉上的。一个含有灯箱的简单固定支架可以很容易的搭建起来,在其上面放置很多滤光片,可以和参考样品比较判断是否符合要求。对于透明基底上的红外滤光片,这一方法仍然可以使用,但是对于在不透明的基底上的滤光片,则更易的是测量其实际的截止性能。

溅射痕迹是由蒸发源喷出的材料碎片造成的。一般而言,它对光学性能几乎没有影响,除非数量巨大。一个重要风险是材料碎片可能掉落而出现针孔。有时溅射过程可能会引起节瘤的增长从而带来相关问题,或者如果大量的溅射碎屑存在,散射损耗可能会增加。就像控制针孔一样,这种情况是可以控制的,但是因为镜面反射光学性能几乎不会被影响到,除非溅射痕迹的数量非常大,决定允许值的方式常常是主观的。如果溅射产生了针孔,这些针孔将单独处理。通常指标中会陈述:无裸眼可见的溅射痕迹,但是这种描述非常模糊,特别是当检查员没有光学经验时。当用户的检查员用镜片来辅助裸眼进行观测时,用户和制造商之间的分歧会产生。当它能够像测试针孔一样采用同样**的方法时,*好的用途是将测试与双方商定的参考样品相关联。

很多方法都能够引起污点,*常见的原因是基底不合格。一种常见的污点类型是由光学加工中的缺陷造成的,特别是包含增透膜时,抛光过程包括通过材料的移动来平整表面的不规则。如果抛光之前的研磨太粗糙,在随后的抛光过程中更深的坑将会被材料填充。尽管肉眼看上去抛光显得完全令人满意,但这种填充仅仅是很松散的粘合于表面。在对表面加热和镀膜时,这种较差的粘附材料会掉落,在表面上留下斑块,并且常常会有明显的边界。这种污点的唯壹补救方法就是提高抛光技术。其他的污点可能是由于基底清洁造成的。如果允许水或酒精在表面自然风干,则会留下水印。在整个清洁过程中,表面上的小水滴应该通过*后的蒸发清洁阶段除去,或者通过洁净的空气吹干,或者利用洁净的纸或抹布。水滴是坚决不嫩不允许在表面上自然风干,除非是非常严重的情况。污点不会影响光学性能。这种判断的基础是主观的。

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