隨著智能穿戴設(shè)備、消費(fèi)電子設(shè)備應(yīng)用興起，生物識(shí)別、物聯(lián)網(wǎng)、自動(dòng)駕駛、國(guó)防/安防等領(lǐng)域?qū)怆婂兡げ牧系男枨笕找嫱?。不同行業(yè)根據(jù)使用場(chǎng)景，對(duì)光學(xué)鍍膜的性能提出了更加多樣化的需求，越來(lái)越多需要測(cè)試鍍膜樣品的變角度透射、變角度反射信號(hào)。傳統(tǒng)變角度反射測(cè)試一般為相對(duì)反射率測(cè)試，需要通過(guò)參比鏡進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞，往往參比鏡在不同角度下的絕對(duì)反射率曲線很難獲取，給測(cè)試帶來(lái)很大困難，同時(shí)在數(shù)據(jù)傳遞中也會(huì)增加誤差的來(lái)源。
 

　　本文主要介紹采用PerkinElmer紫外可見(jiàn)近紅外光譜儀配置可變角度測(cè)試附件，直接測(cè)試樣品不同角度下絕對(duì)反射率、透射率曲線，無(wú)需參比鏡校準(zhǔn)，操作簡(jiǎn)單方便，測(cè)試結(jié)果更加準(zhǔn)確。
 

　　附件為變角度絕對(duì)反射、變角度透射率測(cè)試附件，如下圖所示，檢測(cè)器和樣品臺(tái)均可以360度旋轉(zhuǎn)，通過(guò)樣品臺(tái)和檢測(cè)器配合旋轉(zhuǎn)，測(cè)試不同角度下透射和反射信號(hào)。
 

PerkinElmer Lambda1050+ 光譜儀

 

自動(dòng)可變角附件光路圖

 

圖1  儀器外觀圖

 

　　以下分別選取不同應(yīng)用場(chǎng)景下的典型樣品，對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹。
 

　　樣品變角度透射測(cè)試
 

　　采用自動(dòng)可變角附件可以方便快捷的測(cè)試樣品不同角度下透射數(shù)據(jù)，自動(dòng)測(cè)試樣品不同角度下P光和S光下透射率曲線，一次設(shè)置即可完成所有角度在不同偏振態(tài)下透射率曲線測(cè)試，無(wú)需多次操作，測(cè)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(cè)試數(shù)據(jù)

 

　　樣品變角度透射/反射曲線測(cè)試
 

　　同一個(gè)樣品，可以通過(guò)軟件設(shè)置一次性測(cè)試得到樣品透射和反射率曲線，如下圖所示，該樣品在可見(jiàn)波長(zhǎng)下反射率大于99.5%，透射率低于0.5%，可同時(shí)表征高透和減反性能。
 

圖3 樣品45度透射和反射曲線測(cè)試

 

　　NIST標(biāo)準(zhǔn)鋁鏡10度反射率曲線測(cè)試
 

　　采用自動(dòng)可變角附件測(cè)試NIST標(biāo)準(zhǔn)鋁鏡10度下反射率曲線，如下圖所示，黑色曲線為自動(dòng)可變角附件測(cè)試曲線，紅色為NIST標(biāo)準(zhǔn)值曲線，發(fā)現(xiàn)兩條測(cè)試曲線*重合，進(jìn)一步證明測(cè)試系統(tǒng)的可靠性，可以準(zhǔn)確測(cè)試樣品的光學(xué)數(shù)據(jù)。
 

圖4  NIST標(biāo)準(zhǔn)鋁鏡10度反射率曲線測(cè)試

 

　　(紅色為NIST標(biāo)準(zhǔn)曲線)
 

　　樣品變角度全波長(zhǎng)反射曲線
 

　　測(cè)試(200-2500nm)
 

　　軟件設(shè)置不同的測(cè)試角度和偏振方向，自動(dòng)測(cè)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(gè)波段下測(cè)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(zhǎng)范圍的反射性能測(cè)試。
 

圖5  樣品全波段(200-2500nm)變角度反射率測(cè)試

 

　　不同膜系設(shè)計(jì)的鍍膜樣品性能驗(yàn)證
 

　　測(cè)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(shí)需要關(guān)注600-1200nm范圍各個(gè)吸收峰情況，該波段下吸收峰非常尖銳，同時(shí)吸收峰較多，需要儀器具備高分辨率，從而準(zhǔn)確測(cè)試出每一個(gè)尖銳吸收峰信號(hào)。
 

圖6  膜系設(shè)計(jì)驗(yàn)證樣品45度反射率測(cè)試

 

　　雙向散射分布函數(shù)(BSDF)測(cè)試
 

　　除了測(cè)試常規(guī)變角度透射和反射曲線外，自動(dòng)可變角附件可以自動(dòng)測(cè)試樣品不同角度下透射和反射率信號(hào)，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(hào)，最終得到雙向散射分布函數(shù)(BSDF)。采用該附件可方便測(cè)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(xué)參數(shù)測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如下圖所示：
 

圖7  BRDF和BTDF測(cè)試

 

　　如下圖所示，測(cè)試樣品不同波長(zhǎng)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(hào)變化情況。
 

圖8  樣品不同波長(zhǎng)下BSDF(BRDF+BTDF)測(cè)試

 

　　窄帶濾光片測(cè)試
 

　　Lambda系列光譜儀為雙樣品倉(cāng)設(shè)計(jì)，自動(dòng)可變角測(cè)試附件可與標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)器、積分球檢測(cè)器自由更換。對(duì)于窄帶濾光片樣品，即需要準(zhǔn)確測(cè)設(shè)帶通區(qū)域的透過(guò)率、半峰寬，也需要準(zhǔn)確測(cè)試截止區(qū)吸光度值(OD值)，可直接切換標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)器進(jìn)行檢測(cè)。
 

 

圖10 用于激光雷達(dá)的鍍膜鏡片透射和OD值測(cè)試數(shù)據(jù)

 

　　綜上，采用Lambda系列紫外/可見(jiàn)/近紅外分光譜儀，搭配自動(dòng)可變角測(cè)試附件、標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)器、積分球等多種采樣附件，可以組合出完備的材料光學(xué)性能測(cè)試平臺(tái)，滿足光學(xué)鍍膜測(cè)試的多樣化需求，更加準(zhǔn)確便捷地得到樣品的光學(xué)檢測(cè)數(shù)據(jù)。