作者sudden51 (骤霜)
看板Physics
标题[问题] 已知物体对波长穿透率 求介面反射
时间Sun Apr 6 11:06:58 2014
本身刚接触光学镀膜(AR.HR coating)
由於是直接量测镀在测试片上穿透率
如果要知道较为精准的纯粹所镀膜层穿透率
需先考虑扣除所镀测试片B270(厚度2mm圆形玻璃片)介面反射及吸收
问题在於如何在只知道测试片穿透率的情形下推出其他资讯
学长有提供一个excel档案 其中给定的计算公式为
2To
______ = Tg
1+To
To为我们透过量测方式得到无镀任何东西空白片穿透率
Tg为不考虑吸收情形下推估出扣除界面反射之空白片穿透率
这边看不太懂这个公式的原理 希望有人能够和我说明一下这个式子是怎麽来的
是一大串傅立叶展开舍弃後面项吗@@?
我有试着用 "1-Tg"得到用这方法推出的所谓界面反射率
再用一般常用玻璃折射率推估反射率的方法稍微验证一下
(n2-n1)^2
_____________ = R
(n2+n1)^2
得出结果有在同一个数量级上(表示算出来应该是一个合理的值)
已上是我第一个问题
第二个问题在於由於前一个问题是在不考虑吸收状况下推导
因为研究关系 会碰到UV波段(理论上吸收会比可见光波段较为剧烈?)
如果我想要得知更精确的数值 势必也需要知道空白片的对波长吸收频谱
可是我们只有一个量测所得到的穿透率值 有办法推出反射与吸收这两个资讯吗?
考虑第一个式子 由於不考虑吸收的前提假设
在可见光到红外线波段得到反射率较为精确(吸收较少?)
但在紫外光波段计算得出反射率甚至高於40%.50% 应该误差很大
应该无法直接使用 或需要修正一下公式才能在短波长使用
考虑第二个公式 在有吸收情形下
折射率n需要带入消光系数(extinction coefficient)来做修正(n=no+ik)
可是我们也无法得知消光系数阿
所以有没有办法在只已知空白片量测所得吸收率的情况下推出反射和吸收
这是第二个问题
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有写信去厂商(schott)试着要测试片的datasheet
但厂商只愿意提供空白片穿透率频谱图(甚至无详细table资讯)
然而所给穿透率基本上和量测所得 curve fitting 後差距不大(量测可信?)
希望大家能帮忙解惑或给予一些建议
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感谢大家耐心看完!!
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1F：推 ilovedandan:不能只凭穿透就推出其他二者吧? 会有薄膜干涉 04/06 11:56
2F：→ ilovedandan:反射会受薄膜厚度影响 有干涉条纹 光谱仪不能量反射 04/06 11:56
3F：→ ilovedandan:吗? 我记得B270吸收带是300nm以前 你们有需要这麽短 04/06 11:57
4F：→ ilovedandan:吗? 04/06 11:57
5F：→ sudden51:我们推反射量测是空白片(没镀的) 这样也会干涉吗? 04/06 12:22
6F：→ sudden51:另外我们使用的机台好像只能量穿透 04/06 12:23
7F：→ sudden51:主要是因为我们设计的HR接近400 所以会看300~400 04/06 12:24
8F：→ sudden51:会想确认是因为我们之前只修正介面反射 但300~400每次还 04/06 12:25
9F：→ sudden51:是会出现根预期偏差现象的穿透率 所以考虑要加入吸收因素 04/06 12:26
10F：推 Airseal:以只有穿透率这个资讯而言 R=1-T已经是最准确的计算方式了 04/06 21:03
11F：→ Airseal:就算有消光系数，没有精准的厚度也没办法计算准确的反射率 04/06 21:04
12F：→ Airseal:若你只是想知道素基板的反射率 其实直接上网找就有了 04/06 21:05
13F：→ Airseal:不然还有一个关键字为包络法 可以得知镀膜的光学常数及厚 04/06 21:06
14F：→ Airseal:度，但计算所需要镀的膜厚较厚 且仅限单层膜 对你不太适用 04/06 21:07
15F：推 Airseal:建议直接找网路上现有的n,k database搭配你镀膜厚度直接计 04/06 21:12
16F：→ Airseal:算即可 04/06 21:12
17F：→ Airseal:前提是你还是必须要知道镀膜厚度就是了 04/06 21:13
18F：推 Airseal:第一个问题简单的数学推导就有了 其实对To开根号更快.. 04/06 21:40
19F：推 Airseal:你提的公式是考虑基板内多次反射的无穷级数转变成的展开式 04/06 21:48
20F：→ sudden51:感谢楼上大大 其实想知道反射跟吸收是为了得到更精确穿透 04/06 22:21
21F：→ sudden51:我有试着找过网路上空白片的资讯 甚至跟厂商要datasheet 04/06 22:22
22F：→ sudden51:不过好像只能找到穿透率频谱?连n值都是单一波长 04/06 22:24
23F：→ sudden51:可能是使用的关键字不太对?厚度方面厂商给的参考是2mm 04/06 22:26
24F：→ sudden51:镀的膜厚是可以用膜厚仪量拉 不过几乎都远小於测试片厚度 04/06 22:28
25F：推 Airseal:知道厚度 再去网路上找所镀材料的n,k就可以计算反射率了 04/06 22:35
26F：→ Airseal:你打refractive index 就可google到足够的资讯了 04/06 22:36
27F：→ sudden51:另外 後面恕小弟资质愚钝 所谓对To开根号是@@? 04/06 22:37
28F：→ Airseal:顺便一提 以我手边资料玻璃在300nm仍几乎是无k值的 04/06 22:39
29F：推 Airseal:基本上Tg=穿透两次介面=To*To 所以To=sqrt(Tg) 就这样而已 04/06 22:43
30F：→ Airseal:算是非常粗估的方式，但也跟上面那公式相去不远了 04/06 22:43
31F：→ sudden51:所以没办法直接得知空白片反射率?要先镀东西上去才有办法 04/06 22:43
32F：→ Airseal:原来是我打错了~造成误会不好意思罗 04/06 22:44
33F：→ Airseal:你可以去GOOGLE 玻璃的nk datasheet就可以计算了 04/06 22:45
34F：→ Airseal:你现在计算有误可能是因为镀的材料有k的关系 或是计算的方 04/06 22:45
35F：→ Airseal:法有误.. 04/06 22:46
36F：→ sudden51:没关西 可能我也没说得很清楚 04/06 22:46
37F：→ sudden51:我再稍微讲一下 我们设计的流程是会先模拟 在模拟过程中 04/06 22:47
38F：→ Airseal:推文太难讲了~~我上面又把To跟Tg搞混了= = 04/06 22:47
39F：→ sudden51:就会考虑材料的nk值下去优化成我们要镀的膜厚设计 04/06 22:47
40F：→ sudden51:所以已经有考虑材料的吸收 但是在短波长时我们会发现跑出 04/06 22:49
41F：→ sudden51:来 跟结果有落差 趋势是对的 但都小了一些 所以怀疑是基 04/06 22:50
42F：→ sudden51:板吸收 尤其是300~400附近 这方面网路上资料也比较少一点 04/06 22:51
43F：→ sudden51:在只知道穿透的情形下 长波长甚至400nm以上用公式是OK的 04/06 22:53
44F：推 Airseal:我知道你的疑问了 但以我手边的资料而言 落差可能不是基板 04/06 22:53
45F：→ Airseal:造成的 而是你所镀的材料在短波长有较大的吸收 04/06 22:53
46F：→ sudden51:但从300~400 用那个公式计算出的反射率值却不太合理 04/06 22:53
48F：→ sudden51:在模拟时建立材料有输入波长对应nk 除非有误 不然应该会 04/06 22:55
49F：→ sudden51:被模拟出来? 04/06 22:55
50F：→ sudden51:所以一开始倒是没有想到材料本身 04/06 22:58
51F：推 Airseal:额我发现我好像误导了 对不起 我刚刚看上面的网址 在短波 04/06 22:59
52F：→ Airseal:长穿透率掉得非常快 你可以再下载datasheet再计算一次 04/06 23:00
53F：→ Airseal:一开始提供错误资讯非常抱歉 04/06 23:03
54F：→ sudden51:没关西 我也是凭玻璃在短波长吸收较剧烈的印象在推断 04/06 23:06
55F：→ sudden51:我刚试着看了一下他算的 反射率基本上变化不大 所以吸收 04/06 23:13
56F：→ sudden51:真的变大了@@ 04/06 23:13
57F：→ sudden51:还是再次谢谢A大的帮忙 我会再去找些资料确认一下=) 04/06 23:19