[发明专利]ITO透明导电膜功能性激光损伤阈值的测量装置及测量方法有效
申请号: | 201811484743.5 | 申请日: | 2018-12-06 |
公开(公告)号: | CN109540839B | 公开(公告)日: | 2022-04-01 |
发明(设计)人: | 赵元安;彭丽萍;刘晓凤;李大伟;邵建达;王玺;彭小聪;李成;马浩 | 申请(专利权)人: | 中国科学院上海光学精密机械研究所 |
主分类号: | G01N21/39 | 分类号: | G01N21/39 |
代理公司: | 上海恒慧知识产权代理事务所(特殊普通合伙) 31317 | 代理人: | 张宁展 |
地址: | 201800 *** | 国省代码: | 上海;31 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | ito 透明 导电 功能 激光 损伤 阈值 测量 装置 测量方法 | ||
一种ITO透明导电膜功能性激光损伤阈值的测量装置及测量方法,包括泵浦连续激光器、探测连续激光器、分束镜、功率计、万用表及计算机,通过在线实时测量ITO透明导电膜的透过率和电阻率的变化来判定ITO透明导电膜在连续激光辐照下的功能性激光损伤阈值。本发明可有效评价ITO透明导电膜的功能性激光损伤阈值,为ITO透明导电膜在连续激光辐照下的应用提供依据。该方法最重要的是在测量之前先对ITO透明导电膜进行带状结构的刻蚀处理,以便于激光辐照处ITO透明导电膜电阻率的准确测量。
技术领域
本发明涉及连续激光作用下氧化铟锡(ITO)透明导电膜功能性损伤阈值的测试领域,具体涉及对ITO透明导电膜透过率和电导率参数的测试。
背景技术
氧化铟锡(ITO)薄膜由于其高可见光透过率、低电阻率等特性,是目前研究和使用最广泛的透明导电薄膜材料。随着ITO透明导电膜在高功率激光领域走上实际应用,ITO薄膜由于大量载流子吸收导致的热破坏和热损伤等问题亟待解决。然而,目前对ITO薄膜的损伤阈值判定主要基于微观硬破坏损伤,即观察高功率激光辐照下薄膜材料表面的微观损伤形貌或等离子闪光现象,以此作为判定薄膜是否损伤的依据。但实际在出现宏观可见损伤前,ITO薄膜的透过率和电导率有可能就已经受到影响。目前大部分对ITO薄膜透过率测试所用的探测光源通常是He-Ne光,绿光等波长的光源,与ITO薄膜实际应用波长不符,这使得探测结果与实际结果有差距。
发明内容
本发明的目的是克服上述现有技术的不足,提供一种ITO透明导电膜功能性激光损伤阈值的测量装置及测量方法,有效指导ITO透明导电膜在连续激光中的应用。
本发明的技术解决方案如下:
一种ITO透明导电膜功能性激光损伤阈值的测量装置,其特点在于,包括:泵浦连续激光器、可二维移动的样品台、探测连续激光器分束镜、第一功率计、第二功率计、计算机和万用表;
待测ITO透明导电膜样品的膜面需刻蚀出一个宽度为d的带状结构,且带状结构宽度d为所述泵浦连续激光器辐照在所述待测ITO透明导电膜样品表面的光斑直径D的1.5~2倍;
所述待测ITO透明导电膜样品夹持在所述样品台上,所述泵浦连续激光器输出的激光垂直辐照在所述待测ITO透明导电膜样品表面,所述探测连续激光器输出的激光经所述分束镜后分成反射光束和透射光束,反射光束由所述第一功率计接收,透射光束以一定角度辐照在所述待测ITO透明导电膜样品表面,辐照区域与所述泵浦连续激光器辐照的区域重合,且经待测ITO透明导电膜样品透射的光束由所述第二功率计接收;
所述万用表的两个探头分别固定在所述待测ITO透明导电膜样品表面带状结构的两端,所述计算机的输入端分别与所述第一功率计、第二功率计和万用表的输出端相连。
所述泵浦连续激光器和所述探测连续激光器输出的激光波长均为1064nm。
经所述分束镜后的透射光束辐照在所述待测ITO透明导电膜样品表面的角度为5-10°。
利用所述的在线测量ITO透明导电膜功能性损伤阈值的装置进行连续激光下ITO透明导电膜功能性损伤阈值测试的方法,包括步骤如下:
①测试待测ITO透明导电膜样品的透过率T,公式如下:
式中,P1为第一功率计显示的功率,P2为第二功率计显示的功率;
②测试待测ITO透明导电膜样品的电阻率R;
③改变所述泵浦连续激光器的功率,重复上述①-②步骤;
④所得透过率T或电阻率R的数值发生突变时对应的所述第一激光器的功率即为所述待测ITO透明导电膜样品的功能性损伤阈值。
本发明与现有技术相比较具有以下有益技术效果:
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