Cary 7000 全能型分光光度計(jì)-高通量光學(xué)組件測(cè)試

前言高質(zhì)量多層光學(xué)鍍膜的制造商需要使用可靠的方法來準(zhǔn)確測(cè)量薄膜材料的光學(xué)性能。傳統(tǒng)方法通過兩次單獨(dú)的測(cè)量來實(shí)現(xiàn)：垂直入射透射率 (T)，通常在分光光度計(jì)的樣品室內(nèi)進(jìn)行測(cè)量，以及近法線反射率 (R) 測(cè)量，這需要使用單獨(dú)的反射附件。由于在 R 和 T 測(cè)量之間的儀器配置變化期間樣品重新定位，因此使用這種方法很難確保兩次測(cè)量都在樣品上的同一部位。而 Cary 7000分光光度計(jì) UMS 解決了這一難題，可在樣品表面相同點(diǎn)處測(cè)量多角度透射率和絕對(duì)反射率，無需重新定位樣品。此方法可以避免采用不同 %R 和 %T 測(cè)量技術(shù)時(shí)通常由入射角 (AOI) 細(xì)微變化引起的系統(tǒng)誤差。

光學(xué)薄鍍膜的 QA/QC光學(xué)薄鍍膜的有效質(zhì)量保證和質(zhì)量控制 (QA/QC) 基于鍍膜過程中和完成時(shí)進(jìn)行的準(zhǔn)確光譜測(cè)量。目前的 QA/QC 測(cè)試通常僅限于為測(cè)試目的引入鍍膜工藝的代表性見證片 (witnesspieces)。在大批量多樣品測(cè)試中，每次分析的成本過高，因此見證片測(cè)試比大量成品的綜合測(cè)試更受歡迎。在本研究中，我們使用配備安捷倫固體自動(dòng)進(jìn)樣器的安捷倫Cary 7000 UMS 對(duì)多個(gè)未鍍膜的熔融石英樣品進(jìn)行自動(dòng)化、無人值守的多角度 R/T 分析，從而提高了分析效率并降低了每次分析的成本。

實(shí)驗(yàn)部分儀器• Agilent Cary 7000 全能型分光光度計(jì)• 安捷倫固體自動(dòng)進(jìn)樣器Cary 7000 UMS 是最新一代高性能 UV-Vis-NIR 分光光度計(jì)，專為波長(zhǎng)范圍為 250-2500 nm 的多角度光度光譜 (MPS) 應(yīng)用而設(shè)計(jì)。MPS 測(cè)量樣品的絕對(duì)反射率和/或透射率，角度范圍從近法線入射角到傾斜入射角[1]。UMS 可在不同角度下測(cè)量樣品同一部位的透射率和絕對(duì)反射率。透射率可以通過入射到樣品上的線偏振光來測(cè)量，然后以樣品為軸將檢測(cè)器旋轉(zhuǎn)到反射光的位置來測(cè)量反射率。UMS 還能用作測(cè)角分光光度計(jì)，測(cè)量非鏡面反射表面的漫反射率和半透明材料的漫透射率。添加的自動(dòng)偏振器有助于進(jìn)一步實(shí)現(xiàn) S、P 或用戶偏振角的準(zhǔn)確測(cè)量。Cary 7000 UMS 的 Cary UMA 配件（通用型測(cè)量附件）是為現(xiàn)有 Cary 4000/5000/6000i UV-Vis-NIR 分光光度計(jì)用戶提供的升級(jí)選項(xiàng)。

固體自動(dòng)進(jìn)樣器是獨(dú)立控制的樣品支架，專為 Cary 7000 UMS和 UMA 設(shè)計(jì)。如圖 1a 所示，它可以固定在 Cary 7000 UMS測(cè)量室內(nèi)部。除 UMS 提供的入射角 (AOI) 控制 (Θi) 外，固體自動(dòng)進(jìn)樣器還提供了兩個(gè)額外的自由度，即入射光束軸 (Io)的徑向 (z) 和旋轉(zhuǎn)方向 (Φ)。不同的樣品支架可裝載多個(gè)樣品（最多 32 × 1 英寸直徑，圖 1b）或單個(gè)大直徑樣品（8 英寸直徑）。研究表明，納入超出近法線入射角度的 MPS 數(shù)據(jù)可以更好地執(zhí)行復(fù)雜薄膜的逆向工程[2]。此外，多角度光度光譜數(shù)據(jù)還提供了電介質(zhì)薄膜中總損耗振蕩的信息[3]。使用 Cary 7000 UMS執(zhí)行的 MPS 測(cè)量已被用于驗(yàn)證和優(yōu)化在鍍膜生產(chǎn)運(yùn)行期間應(yīng)用的逆向工程策略[4]。

結(jié)果與討論單個(gè)樣品分析使用 Cary UMS 提供 1 mm 厚熔融石英（同一樣品部位）的絕對(duì)鏡面反射率和直接透射率的連續(xù)多角度測(cè)量結(jié)果，無需重新定位樣品（圖 2）。這種對(duì) 1 mm 厚熔融石英板的透射率和反射率的簡(jiǎn)單測(cè)量，分別在 S 偏振光和 P 偏振光的 0 至 82°透射角和 6 至 82°反射角下進(jìn)行。在樣品表面入射光束不偏離的情況下，石英樣品的物理尺寸將可測(cè)量的入射角范圍限制在 < 82°。顯示的測(cè)量值包括前表面和內(nèi)部后表面反射和透射的測(cè)量結(jié)果。