作者sudden51 (驟霜)
看板Physics
標題[問題] 已知物體對波長穿透率 求介面反射
時間Sun Apr 6 11:06:58 2014
本身剛接觸光學鍍膜(AR.HR coating)
由於是直接量測鍍在測試片上穿透率
如果要知道較為精準的純粹所鍍膜層穿透率
需先考慮扣除所鍍測試片B270(厚度2mm圓形玻璃片)介面反射及吸收
問題在於如何在只知道測試片穿透率的情形下推出其他資訊
學長有提供一個excel檔案 其中給定的計算公式為
2To
______ = Tg
1+To
To為我們透過量測方式得到無鍍任何東西空白片穿透率
Tg為不考慮吸收情形下推估出扣除界面反射之空白片穿透率
這邊看不太懂這個公式的原理 希望有人能夠和我說明一下這個式子是怎麼來的
是一大串傅立葉展開捨棄後面項嗎@@?
我有試著用 "1-Tg"得到用這方法推出的所謂界面反射率
再用一般常用玻璃折射率推估反射率的方法稍微驗證一下
(n2-n1)^2
_____________ = R
(n2+n1)^2
得出結果有在同一個數量級上(表示算出來應該是一個合理的值)
已上是我第一個問題
第二個問題在於由於前一個問題是在不考慮吸收狀況下推導
因為研究關係 會碰到UV波段(理論上吸收會比可見光波段較為劇烈?)
如果我想要得知更精確的數值 勢必也需要知道空白片的對波長吸收頻譜
可是我們只有一個量測所得到的穿透率值 有辦法推出反射與吸收這兩個資訊嗎?
考慮第一個式子 由於不考慮吸收的前提假設
在可見光到紅外線波段得到反射率較為精確(吸收較少?)
但在紫外光波段計算得出反射率甚至高於40%.50% 應該誤差很大
應該無法直接使用 或需要修正一下公式才能在短波長使用
考慮第二個公式 在有吸收情形下
折射率n需要帶入消光係數(extinction coefficient)來做修正(n=no+ik)
可是我們也無法得知消光係數阿
所以有沒有辦法在只已知空白片量測所得吸收率的情況下推出反射和吸收
這是第二個問題
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有寫信去廠商(schott)試著要測試片的datasheet
但廠商只願意提供空白片穿透率頻譜圖(甚至無詳細table資訊)
然而所給穿透率基本上和量測所得 curve fitting 後差距不大(量測可信?)
希望大家能幫忙解惑或給予一些建議
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感謝大家耐心看完!!
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1F：推 ilovedandan:不能只憑穿透就推出其他二者吧? 會有薄膜干涉 04/06 11:56
2F：→ ilovedandan:反射會受薄膜厚度影響 有干涉條紋 光譜儀不能量反射 04/06 11:56
3F：→ ilovedandan:嗎? 我記得B270吸收帶是300nm以前 你們有需要這麼短 04/06 11:57
4F：→ ilovedandan:嗎? 04/06 11:57
5F：→ sudden51:我們推反射量測是空白片(沒鍍的) 這樣也會干涉嗎? 04/06 12:22
6F：→ sudden51:另外我們使用的機台好像只能量穿透 04/06 12:23
7F：→ sudden51:主要是因為我們設計的HR接近400 所以會看300~400 04/06 12:24
8F：→ sudden51:會想確認是因為我們之前只修正介面反射 但300~400每次還 04/06 12:25
9F：→ sudden51:是會出現根預期偏差現象的穿透率 所以考慮要加入吸收因素 04/06 12:26
10F：推 Airseal:以只有穿透率這個資訊而言 R=1-T已經是最準確的計算方式了 04/06 21:03
11F：→ Airseal:就算有消光係數，沒有精準的厚度也沒辦法計算準確的反射率 04/06 21:04
12F：→ Airseal:若你只是想知道素基板的反射率 其實直接上網找就有了 04/06 21:05
13F：→ Airseal:不然還有一個關鍵字為包絡法 可以得知鍍膜的光學常數及厚 04/06 21:06
14F：→ Airseal:度，但計算所需要鍍的膜厚較厚 且僅限單層膜 對你不太適用 04/06 21:07
15F：推 Airseal:建議直接找網路上現有的n,k database搭配你鍍膜厚度直接計 04/06 21:12
16F：→ Airseal:算即可 04/06 21:12
17F：→ Airseal:前提是你還是必須要知道鍍膜厚度就是了 04/06 21:13
18F：推 Airseal:第一個問題簡單的數學推導就有了 其實對To開根號更快.. 04/06 21:40
19F：推 Airseal:你提的公式是考慮基板內多次反射的無窮級數轉變成的展開式 04/06 21:48
20F：→ sudden51:感謝樓上大大 其實想知道反射跟吸收是為了得到更精確穿透 04/06 22:21
21F：→ sudden51:我有試著找過網路上空白片的資訊 甚至跟廠商要datasheet 04/06 22:22
22F：→ sudden51:不過好像只能找到穿透率頻譜?連n值都是單一波長 04/06 22:24
23F：→ sudden51:可能是使用的關鍵字不太對?厚度方面廠商給的參考是2mm 04/06 22:26
24F：→ sudden51:鍍的膜厚是可以用膜厚儀量拉 不過幾乎都遠小於測試片厚度 04/06 22:28
25F：推 Airseal:知道厚度 再去網路上找所鍍材料的n,k就可以計算反射率了 04/06 22:35
26F：→ Airseal:你打refractive index 就可google到足夠的資訊了 04/06 22:36
27F：→ sudden51:另外 後面恕小弟資質愚鈍 所謂對To開根號是@@? 04/06 22:37
28F：→ Airseal:順便一提 以我手邊資料玻璃在300nm仍幾乎是無k值的 04/06 22:39
29F：推 Airseal:基本上Tg=穿透兩次介面=To*To 所以To=sqrt(Tg) 就這樣而已 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遠了 04/06 22:43
31F：→ sudden51:所以沒辦法直接得知空白片反射率?要先鍍東西上去才有辦法 04/06 22:43
32F：→ Airseal:原來是我打錯了~造成誤會不好意思囉 04/06 22:44
33F：→ Airseal:你可以去GOOGLE 玻璃的nk datasheet就可以計算了 04/06 22:45
34F：→ Airseal:你現在計算有誤可能是因為鍍的材料有k的關係 或是計算的方 04/06 22:45
35F：→ Airseal:法有誤.. 04/06 22:46
36F：→ sudden51:沒關西 可能我也沒說得很清楚 04/06 22:46
37F：→ sudden51:我再稍微講一下 我們設計的流程是會先模擬 在模擬過程中 04/06 22:47
38F：→ Airseal:推文太難講了~~我上面又把To跟Tg搞混了= = 04/06 22:47
39F：→ sudden51:就會考慮材料的nk值下去優化成我們要鍍的膜厚設計 04/06 22:47
40F：→ sudden51:所以已經有考慮材料的吸收 但是在短波長時我們會發現跑出 04/06 22:49
41F：→ sudden51:來 跟結果有落差 趨勢是對的 但都小了一些 所以懷疑是基 04/06 22:50
42F：→ sudden51:板吸收 尤其是300~400附近 這方面網路上資料也比較少一點 04/06 22:51
43F：→ sudden51:在只知道穿透的情形下 長波長甚至400nm以上用公式是OK的 04/06 22:53
44F：推 Airseal:我知道你的疑問了 但以我手邊的資料而言 落差可能不是基板 04/06 22:53
45F：→ Airseal:造成的 而是你所鍍的材料在短波長有較大的吸收 04/06 22:53
46F：→ sudden51:但從300~400 用那個公式計算出的反射率值卻不太合理 04/06 22:53
48F：→ sudden51:在模擬時建立材料有輸入波長對應nk 除非有誤 不然應該會 04/06 22:55
49F：→ sudden51:被模擬出來? 04/06 22:55
50F：→ sudden51:所以一開始倒是沒有想到材料本身 04/06 22:58
51F：推 Airseal:額我發現我好像誤導了 對不起 我剛剛看上面的網址 在短波 04/06 22:59
52F：→ Airseal:長穿透率掉得非常快 你可以再下載datasheet再計算一次 04/06 23:00
53F：→ Airseal:一開始提供錯誤資訊非常抱歉 04/06 23:03
54F：→ sudden51:沒關西 我也是憑玻璃在短波長吸收較劇烈的印象在推斷 04/06 23:06
55F：→ sudden51:我剛試著看了一下他算的 反射率基本上變化不大 所以吸收 04/06 23:13
56F：→ sudden51:真的變大了@@ 04/06 23:13
57F：→ sudden51:還是再次謝謝A大的幫忙 我會再去找些資料確認一下=) 04/06 23:19