光的散射特性對高端光學表面、膜層和材料的發展起著至關重要的作用。對于光學表面,常常用粗糙度來確定光學表面受散射影響后的光學特性。對于諸如不均勻體、亞表面損傷和局部缺陷的散射常常會忽略掉,而這些來源的散射對系統有很大的影響,所以需要一個能在終端借測散射性質的儀器來解決這一問題。在有些應用中,可以觀察到由粗糙度直接過渡到散射的設置。
測量高性能光學元件的散射光對儀器的要求非常嚴格,主要要求概括如下:
■ 在相關的波長下進行測量(尤其是膜層)
■ 高動態范圍(對于可見光光學至少需要11個數量級)
■ 高靈敏度(對于可見光光學等效噪聲ARS <10-6 sr-1),散射損耗在ppm級,粗糙度在亞納米量級
■ 小近角限值(對于成像應用<1°)
■ 3D功能(在入射面內外測量)
■ 測量達到彎曲樣品的能力以及繪制大的采樣區間
為達到這些要求,對用在儀器中的組件和程序有更好的要求,如:
■ 高機械精度和測角儀系統的高穩定性,需要考慮由重力造成的彎曲效應
■ 盡可能少的固有散射和雜散光的光束發生系統
■ 低噪聲、高靈敏度和在整個動態范圍成線性的檢測系統
■ 強大的測量和校準系統
■ 可靠的不確定分析
由Fraunhofer IOF開發的散射儀的測量精度要遠遠超出傳統的測角光度計,該測量可以直接與我們用實驗室的設備測出來的結果聯系起來,通過測量儀器的特征可以證實儀器的性能。該系統是目前市場上唯一一個滿足上述要求測量高性能光學元件的儀器,對比由美國Schmitt生產的CASI它有有利的競爭力,它不局限與小樣品和平面內的測量。
Fraunhofer IOF面對的客戶是企業、研究所和大學,我們提供標準的設備并提高針對于特定任務的解決方案。其中一個用戶這樣總結道:“我是歐洲航天局光學實驗室ESTEC在荷蘭地區的副經理Dominic Doyle,最近我們購買了由Fraunhofer IOF開發的ALBATROSS-TT 3D角分辨散射測量儀,之所以選擇IOF為供應商是因為他們在這一領域中的超絕能力以及在ARS和BRDF測量技術和散射分析上的出色的專業技能,我們非常高興購買這一儀器,并毫不猶豫向精密光學及光學機械等領域推薦ALBATROSS-TT散射儀。
散射儀ALBATROSS-TT的工作臺顯(基于激光的透射率、反射率和光散射測量)示在圖1中。在ASTM E2387中,它提供光學和非光學表面的角分辨光散射、反射率和透射率、膜層和材料的高精度測量,測量直徑高達200mm,并可以提供多個波長。在此我們在第3頁至第5頁引用了最新的一代儀器的詳細說明書和選項。
圖1:ALBATROSS-TT儀器。上圖:儀器的細節,左下圖:控制散射的軟件,右下圖:金剛石折轉反射鏡顯示的結果
2.說明書
• 測量散射光(ARS, BRDF, BTDF)、R和T
• 3D球面測量能力
• 完整的外殼
• 自動化軸(極角、方位角、入射角)
O 角分辨率:<0.001°
O 測角精度:<0.02° (2D), 0.1° (3D)
O 調整范圍(參見圖2的說明):
■ 極角 :-270° .. +270°
■ 方位角 :- 90° .. + 90°
■ 入射角 :- 90° .. + 90°
樣品調整:
O 3個平移軸和3個旋轉手動軸
O 調整范圍:
■ X, Y, Z:-12.5 mm .. +12.5 mm
■ :360°
■ :±2.5°
• 最大樣品規格:
O 最大承重:1 kg
O 最大尺寸:ø200 mm x 100 mm
• 光源:
O 標準: Nd:YAG,532 nm
O 選項1:一個額外的光源
O 選項2:兩個額外的光源
O 額外光源的規格
■ 布局:緊湊型激光頭
■ 波長:λ =200 nm到850 nm(依照需要還有其它波長)
■ 即(λ以nm為單位):375, 405, 422, 445, 473, 488, 520, 552, 561, 640, 660, 685, 730, 785
O 由軟件自動切換光源
O 在不同的波長λ處進行仿真測量
O 根據要求還有其它的一些選項
• 偏振
O 照明:原形偏振光,S、P偏振光
O 檢測器:不帶偏振特性的。S、P偏振特性的
• 互換孔徑:0.2°到 2°(全孔徑角),對應于立體角分別為 10-05 sr和 10-03sr
• 近角限制: 0.2°
• 動態范圍:放大量級大于13階(參見圖4)
• 等效噪聲ARS:<10-08sr-1
3.更多的組件
• 自動控制軟件„ScatterControl”
O 直接軸向控制
O 自動程序校準和測量
O 數據圖
O 數據導出(ASCII, JPG, …)
• 用戶手冊(包含樣品螺紋安裝電網的機械制圖)
• PC、顯示器、鼠標和鍵盤(Windows 7或更高版本的)
• 安裝在用戶的網站上,高達三個員工三個工作日的簡報
• 選項4:緊湊強大型的集合式儀器的表框組件、PC和顯示器(參見圖3) |