[发明专利]用于光学薄膜光谱测量的使用环境模拟装置及测量方法

权利要求书

1.一种用于光学薄膜光谱测量的使用环境模拟装置，其特征在于包括：腔体(1)、腔盖(2)、入射光窗口(4)、出射光窗口(5)、通光口径调节器(6)、观察窗口(7)、角度调节旋钮(9)、手动气阀(10)、一号针阀(11)、二号针阀(12)、温湿度计(13)、角度盘(14)、样品盘(15)、供光学薄膜样品放置的样品架(16)、旋转台(17)、蜗轮(18)和蜗杆(19)，上述各部件连接关系如下：

所述的腔体(1)前后两侧开孔分别安装有所述的入射光窗口(4)和出射光窗口(5)，所述的入射光窗口(4)和出射光窗口(5)内均设有通光口径调节器(6)；

所述的腔体(1)右侧开有两孔，分别安装二号针阀(12)和手动气阀(10)，所述的手动气阀(10)上有抽气充气口用于连接抽气或充气设备，对腔体(1)内部进行抽真空或充气；

所述的腔体(1)内部固定有角度盘(14)，腔体(1)底部安装有旋转台(17)，该旋转台(17)的下端通过蜗轮(18)与蜗杆(19)的一端相连，该蜗杆(19)的另一端连接角度调节旋钮(9)，所述的旋转台(17)的上端伸至角度盘(14)内，与样品盘(15)相连，样品架(16)固定在样品盘(15)上；

所述的腔体(1)的上部设有腔盖(2)，该腔盖(2)上设有观察窗口(7)、一号针阀(11)，该腔盖(2)下方安装温湿度计(13)的探头，用于测量腔体(1)内的温度和湿度；

所述的入射光窗口(4)与出射光窗口(5)平行，且与腔体(1)腔壁呈5°-12°夹角。

2.根据权利要求1所述的用于光学薄膜光谱测量的使用环境模拟装置，其特征在于，还包括设置在腔体(1)底部的可调支撑架(3)。

3.根据权利要求1或2所述的用于光学薄膜光谱测量的使用环境模拟装置，其特征在于，所述的腔体(1)左侧固定有配重板(8)，用于保持使用环境模拟装置的重心平衡。

4.根据权利要求1或2所述的用于光学薄膜光谱测量的使用环境模拟装置，其特征在于，所述的旋转台(17)上端带有卡槽和螺丝用于固定样品盘(15)，样品盘(15)上也有卡槽和螺丝用于固定样品架(16)；将光学薄膜样品安放到样品架(16)中后固定在样品盘(15)上，再放置到旋转台(17)上固定，转动角度调节旋钮(9)即可螺纹驱动旋转台(17)旋转，进而实现光学薄膜样品的旋转，对比角度盘(14)上的角度可实现样品测试角度的调节。

5.根据权利要求1或2所述的一种用于光学薄膜光谱测量的使用环境模拟装置，其特征在于：所述的二号针阀(12)和腔体(1)之间使用液态生料带密封；腔盖(2)、手动气阀(10)、入射光窗口(4)、出射光窗口(5)、旋转台(17)和腔体(1)之间使用橡胶密封圈密封；一号针阀(11)与腔盖(2)之间使用液态生料带密封，观察窗口(6)与腔盖(2)之间使用橡胶密封圈密封，温湿度计(13)探头数据线与腔盖(2)之间使用真空转接头和橡胶密封圈密封。

6.根据权利要求1或2所述的一种用于光学薄膜光谱测量的使用环境模拟装置，其特征在于：所述的入射光窗口(4)或出射光窗口(5)的材料为对所测试光谱波段透射率高的光学玻璃、晶体或有机材料。

7.根据权利要求1或2所述的一种用于光学薄膜光谱测量的使用环境模拟装置，其特征在于：所述的通光口径调节器(6)为外径与入射光窗口(4)或出射光窗口(5)直径相同，内径10mm-50mm的橡胶圆环。

8.根据权利要求1或2所述的一种用于光学薄膜光谱测量的使用环境模拟装置，其特征在于：所述的温湿度计为电子温湿度计，传感器探头外置。

9.根据权利要求1或2所述的一种用于光学薄膜光谱测量的使用环境模拟装置，其特征在于：所述的光谱是指光学薄膜的透射率光谱。

10.利用权利要求1或2所述的使用环境模拟装置测量光学薄膜在使用环境中光谱的方法，其特征在于包括下列步骤：

a)启动分光光度计，校准分光光度计参考光路和测试光路光强比值，即进行“校零”；

b)将不放置光学薄膜样品的使用环境模拟装置放入分光光度计样品室内，调节水平及高低位置进行定位，保证装置不遮挡参考光路，测试光路与腔体(1)腔壁垂直且通过通光口径调节器(6)中心圆孔；样品室上方覆盖黑布遮挡外界光线，开始测量得到所需波段及偏振态下的透射率光谱T1；

c)当需要测量光学薄膜样品在分光光度计所在的常规大气环境中的光谱时：打开腔盖，将光学薄膜样品安放在样品架(16)中，样品架(16)固定在样品盘(15)上，将样品盘(15)固定在旋转台(17)上，封闭腔盖(2)，调节角度调节旋钮(9)至所需测量角度，记录温湿度计(13)温湿度；样品室上方覆盖黑布遮挡外界光线并开始测量，得到透射率光谱曲线T2，T2/T1为薄膜样品在当前常规大气环境下的透射率光谱；

d)当需要测量光学薄膜样品在真空使用环境中的光谱时：将光学薄膜样品安放在样品架(16)中，样品架(16)固定在样品盘(15)上，将样品盘(15)固定在旋转台(17)上，封闭腔盖(2)；关闭装置一号针阀(11)、二号针阀(12)，打开手动气阀(10)，使用法兰连接手动气阀(10)抽气充气口与真空泵组，启动泵组抽气达到所需的气压；将使用环境模拟装置放入分光光度计样品室内定位，调节角度调节旋钮(9)至所需测量角度，样品室上方覆盖黑布遮挡外界光线开始测量并记录温湿度，得到透射率光谱曲线T3，T3/T1即为薄膜样品真空环境中的透射率光谱；

e)当需要测量光学薄膜样品在某种气体使用环境中的光谱时：将样品安放在样品架(16)中，样品架(16)固定在样品盘(15)上，将样品盘(15)固定在使用环境模拟装置旋转台(17)上，封闭腔盖(2)；打开一号针阀(11)、二号针阀(12)、手动气阀(10)，使用法兰连接手动气阀(10)抽气充气口与气瓶等气源，对装置充入所需气体直到要求的湿度条件；将使用环境模拟装置放入分光光度计样品室内定位，调节角度调节旋钮(9)至所需测量角度，样品室上方覆盖黑布遮挡外界光线开始测量并记录温湿度，得到透射率光谱曲线T4，T4/T1即为薄膜样品在所需使用的气体环境中的透射率光谱。