隨著智能穿戴設備、消費電子設備應用興起，生物識別、物聯(lián)網(wǎng)、自動駕駛、國防/安防等領域?qū)怆婂兡げ牧系男枨笕找嫱?。不同行業(yè)根據(jù)使用場景，對光學鍍膜的性能提出了更加多樣化的需求，越來越多需要測試鍍膜樣品的變角度透射、變角度反射信號。傳統(tǒng)變角度反射測試一般為相對反射率測試，需要通過參比鏡進行數(shù)據(jù)傳遞，往往參比鏡在不同角度下的絕對反射率曲線很難獲取，給測試帶來很大困難，同時在數(shù)據(jù)傳遞中也會增加誤差的來源。
本文主要介紹采用珀金埃爾默紫外可見近紅外光譜儀和Spectrum 3中紅外傅里葉變換紅外光譜儀配置TAMS可變角度測試附件，直接測試樣品不同角度下絕對反射率、透射率曲線，可以實現(xiàn)175nm-50000nm下透射率、反射率等光學性能表征，無需參比鏡校準，操作簡單方便，測試結果更加準確。
TAMS附件為變角度絕對反射、變角度透射測試附件，如下圖所示，檢測器和樣品臺均可以360度旋轉，通過樣品臺和檢測器配合旋轉，測試不同角度下透射和反射信號。
珀金埃爾默Lambda 1050+光譜儀
TAMS絕反變角度透射反射附件光路圖
圖1 儀器外觀圖
以下分別選取不同應用場景下的典型樣品，對測試數(shù)據(jù)進行簡要介紹。
01 樣品變角度透射測試
采用TAMS附件可以方便快捷的測試樣品不同角度下透射數(shù)據(jù)，自動測試樣品不同角度下P光和S光下透射率曲線，一次設置即可完成所有角度在不同偏振態(tài)下透射率曲線測試，無需多次操作，測試曲線如下圖所示。
圖2 樣品不同角度和偏振態(tài)下透射率測試數(shù)據(jù)
(點擊查看大圖)
珀金埃爾默紫外光譜儀配套TAMS及偏振附件，可以測試樣品不同波長下偏振信號。
如下圖測試石英片樣品45度下紫外波段P光和S光反射數(shù)據(jù)，測試結果如下：
圖3 樣品紫外波段P光和S光偏振測試
(點擊查看大圖)
02 樣品變角度透射/反射曲線測試
同一個樣品，可以通過軟件設置一次性測試得到樣品透射和反射率曲線，如下圖所示，該樣品在可見波長下反射率大于99.5%，透射率低于0.5%，可同時表征高透和減反性能。
圖4 樣品45度透射和反射曲線測試
(點擊查看大圖)
03 NIST標準鋁鏡10度反射率曲線測試
采用TAMS附件測試NIST標準鋁鏡10度下反射率曲線，如下圖所示，黑色曲線為TAMS測試曲線，紅色為NIST標準值曲線，兩條數(shù)據(jù)曲線基本重合，進一步證明測試系統(tǒng)的可靠性，可以準確測試樣品的光學數(shù)據(jù)。
圖5 NIST標準鋁鏡10度反射率曲線測試
(紅色為NIST標準曲線)(點擊查看大圖)
04 樣品變角度全波長反射曲線測試（200-2500nm）
軟件設置不同的測試角度和偏振方向，自動測試樣品不同角度下P光和S光偏振態(tài)下反射率曲線，如下圖所示，200-2500nm整個波段下測試曲線均有優(yōu)異信噪比，尤其是在紫外區(qū)(200-400nm)，可以完成各波長范圍的反射性能測試。
圖6 樣品全波段(200-2500nm)
變角度反射率測試(點擊查看大圖)
05 不同膜系設計的鍍膜樣品性能驗證
測試樣品600-1400nm下45度反射率曲線，該樣品在1200nm以上屬于高反射率，反射率大于99.5%，同時需要關注600-1200nm范圍各個吸收峰情況，該波段下吸收峰非常尖銳，同時吸收峰較多，需要儀器具備高分辨率，從而準確測試出每一個尖銳吸收峰信號。
圖7 膜系設計驗證樣品45度反射率測試
(點擊查看大圖)
06 雙向散射分布函數(shù)（BSDF）測試
除了測試常規(guī)變角度透射和反射曲線外，TAMS附件可以自動測試樣品不同角度下透射和反射率信號，可以得出樣品不同角度下的透射分布函數(shù)(BTDF)和反射分布函數(shù)(BRDF)信號，最終得到雙向散射分布函數(shù)(BSDF)。采用該附件可方便測試樣品雙向散射分布函數(shù)(BSDF)、雙向反射分布函數(shù)(BRDF)、雙向透射分布函數(shù)(BTDF)等光學參數(shù)測試，測試結果如下圖所示：
圖8 BRDF和BTDF測試
(點擊查看大圖)
如下圖所示，測試樣品不同波長下BSDF分布函數(shù)曲線(BRDF + BTDF)，從而可以得出樣品隨不同角度下透射和反射信號變化情況。
圖9 樣品不同波長下BSDF(BRDF+BTDF)測試
(點擊查看大圖)
07 窄帶濾光片測試
Lambda系列光譜儀為雙樣品倉設計，TAMS附件可與標準檢測器、積分球檢測器自由更換。對于窄帶濾光片樣品，即需要準確測設帶通區(qū)域的透過率、半峰寬，也需要準確測試截止區(qū)吸光度值(OD值)，可直接切換標準檢測器進行檢測。
圖10 用于激光雷達的鍍膜鏡片透射
和OD值測試數(shù)據(jù)(點擊查看大圖)
08 紅外波段區(qū)變角透射反射測試
珀金埃爾默傅里葉變換紅外光譜儀，可廣泛應用于上述紅外材料光學性能測試，可測試樣品在不同波段下紅外透光率以及反射率，搭配變角透射及變角反射附件，可以實現(xiàn)不同角度下透射率及反射率測試。
如下圖為紅外波段透射和反射測試曲線：
(點擊查看大圖)
Summary
綜上，采用Lambda系列紫外/可見/近紅外分光譜儀以及傅里葉紅外光譜儀，搭配TAMS、標準檢測器、積分球等多種采樣附件，可以組合出完備的材料光學性能測試平臺，滿足光學鍍膜測試的多樣化需求，更加準確便捷的得到樣品的光學檢測數(shù)據(jù)。
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