[实用新型]具有对称性和自校准的垂直入射薄膜反射率计

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种具有对称性和自校准的垂直入射薄膜反射率计，主要用于光学元件的反射率和透射率测试。

背景技术

光学薄膜器件的反射率和透射率测量是极其重要的。如果分光光度计能同时精确测量出光学薄膜器件的反射率和透射率，则薄膜器件的光学损耗就可根据能量守恒定律得到，即OL＝1-R-T，式中OL、R、T分别表示薄膜器件的光学损耗、反射率和透射率。遗憾的是反射率的测量远远没有透射率测量那样方便、成熟，一方面反射率测量缺乏象透射率测量那样成熟的技术和仪器，另一方面反射率测量精度远远达不到透射率测量能达到的精度。反射率测量之所以如此困难，主要是因为：1.反射率测量常要用一个标准样品参比，因而引入了宽波段上标准样品的色差和标准样品反射率长期稳定的问题；2.反射测量光路变化非常灵敏，例如，当光线入射角变化φ时，反射角就会变化2φ，因此样品转动和/或移动的精度很容易导致光路发生变化；3.测量光学系统因松动、应变等原因导致其光路随时间的变化，或光学系统中光学元件因老化、灰尘等原因导致其性能下降，这些变化在反射率测量中缺乏自动校准的判据；4.由于反射测量时光路安排的困难，反射率计常设计成光线在一定入射角下测量反射率，如典型的“V-W”型反射率计和“N”型反射率计，这一方面给测量带来了偏振像差对测量精度的影响，而且也无法满足诸如激光反射镜等器件测量光在垂直入射时反射率的需求。正因为这样，光学薄膜器件的反射率精确测量是迄今光度测量中尚未愈越的一个难题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种具有对称性和自校准的垂直入射薄膜反射率计。需要指出的是，本实用新型的反射率计也可用于测量光学元件的透射率。

为实现上述目的，本实用新型所采取的技术方案是：该具有对称性和自校准的垂直入射薄膜反射率计包括样品台、两个照明系统、两个光收集系统、单色仪和光电系统；所述两个照明系统和两个光收集系统分别对称地置于所述样品台的两侧；所述每个照明系统包括光源、第一可移动挡板、反射棱镜、第一凹面镜和分束镜；每个光收集系统包括第一反射镜、第二凹面镜、第二可移动挡板和第二反射镜；

在其中一个所述照明系统中，所述光源发射的光线在所述第一可移动档板开启时先由所述反射棱镜的其中一个反射面反射到第一凹面镜，再由所述第一凹面镜反射到所述反射棱镜的另一个反射面，然后反射棱镜的该另一个反射面将光线反射到所述分束镜，经该分束镜分出的透射光入射到置于所述样品台的样品上，分别形成透射光和反射光；所述样品的反射光返回该照明系统的分束镜上，光线由该分束镜反射后进入其中一个所述光收集系统中，所述样品的透射光进入另一个所述照明系统中；

在其中一个所述光收集系统中，第一反射镜接收所述分束镜反射的光线，并由该第一反射镜将光线反射到第二凹面镜上，该第二凹面镜在所述第二可移动档板开启时将光线反射到第二反射镜上，该第二反射镜将光线反射到所述的单色仪中，光线由单色仪出射后进入光电系统；

在另一个所述照明系统中，分束镜接收所述样品的透射光并将光线反射到另一个光收集系统中；

在另一个光收集系统中，第一反射镜接收分束镜反射的光线并由该第一反射镜将光线反射到第二凹面镜上，该第二凹面镜在所述第二可移动档板开启时将光线反射到第二反射镜上，该第二反射镜将光线反射到所述的单色仪中，光线由单色仪出射后进入光电系统。

进一步地，本实用新型的每个所述照明系统还包括一个光吸收体；在每个所述照明系统中，经由分束镜分出的反射光进入相应的所述光吸收体。

进一步地，本实用新型所述光电系统包括积分球入瞳、积分球、PBS硫化铅探测器、PMT光电倍增管、探测器控制模块和计算机，所述积分球入瞳、PBS硫化铅探测器和PMT光电倍增管分别固定于所述积分球上，所述探测器控制模块分别与PBS硫化铅探测器、PMT光电倍增管和计算机电连接。

进一步地，本实用新型所述探测器控制模块包括PMT高压模块、PMT前置信号处理模块、信号选择模块、程控放大模块、AD采集模块、微处理器模块、调制模块、PBS前置信号处理模块和恒温控制模块；所述高压模块、PMT前置信号处理模块、信号选择模块、程控放大模块、AD采集模块、微处理器模块依次电连接；所述微处理器模块分别与调制模块、恒温控制模块电连接；所述PBS前置信号处理模块与信号选择模块电连接。