材料視界 | 使用LAMBDA 1050+紫外/可見(jiàn)/近紅外分光光度計(jì)及其通用型反射附件(URA)測(cè)量增強(qiáng)型鏡面反射(ESR)膜

圖1.增強(qiáng)型鏡面反射高分子膜的軋制板

一般情況下，增強(qiáng)型鏡面反射膜的發(fā)射率>98%，可以提高光的回收和反射，進(jìn)而提高了顯示器的亮度。增強(qiáng)型鏡面反射膜降低了液晶顯示器的電力需求量，并通過(guò)提高顯示屏亮度擴(kuò)大了可視角度。

圖2所示的典型液晶顯示器簡(jiǎn)圖展示了增強(qiáng)型鏡面反射膜的安裝位置。

圖2.展示增強(qiáng)型鏡面反射膜通常安裝位置的液晶顯示器簡(jiǎn)圖

圖3.管道式日光照明裝置的實(shí)例。所述管道式日光照明裝置能夠通過(guò)屋面穹頂獲取陽(yáng)光，接著通過(guò)一條從屋頂延伸到天花板的反射管（見(jiàn)圖3）將獲取的陽(yáng)光傳送到室內(nèi)。在絕大多數(shù)的市售管道式日光照明裝置中，增強(qiáng)型鏡面反射膜安裝于光傳輸管內(nèi)壁，能夠提供高反射率（可見(jiàn)光譜的反射率高達(dá)99.7%），從而以最小的日照熱量提供最大的可見(jiàn)光。

通用反射附件自身?yè)碛袆?dòng)態(tài)探測(cè)器模塊和光程補(bǔ)償器，可在背景和樣品測(cè)量之間保持相同的光程和入射角。通用反射附件測(cè)量包括基線測(cè)量和樣品測(cè)量。在樣品測(cè)量中，需要對(duì)樣品進(jìn)行反射。在基線測(cè)量狀態(tài)和樣品測(cè)量狀態(tài)發(fā)生切換時(shí)，其中一個(gè)反射鏡和探測(cè)器附件將自動(dòng)發(fā)生旋轉(zhuǎn)和移動(dòng)。圖6顯示了入射角為70°時(shí)的通用反射附件測(cè)量狀態(tài)。輸入鏡旋轉(zhuǎn)，引導(dǎo)管束照射在待測(cè)樣品上。同時(shí)，探測(cè)器附件移動(dòng)，保持與輸入鏡相同的關(guān)系。這樣的話，總光程相同，從而確保了兩次測(cè)量之比為樣品的反射率。

測(cè)量時(shí)，只需將樣品平放在通用反射附件的測(cè)量端口之上。這有助于實(shí)現(xiàn)精確地測(cè)量增強(qiáng)型鏡面反射膜的鏡面反射率。由于增強(qiáng)型鏡面反射膜的厚度極?。ㄒ话銥?5微米），因此，在常規(guī)絕對(duì)鏡面反射附件的垂直樣品架上測(cè)量增強(qiáng)型鏡面反射膜的難度極大。要想在專(zhuān)為玻璃和濾光片設(shè)計(jì)的樣品架上妥當(dāng)?shù)墓潭ǔ≡鰪?qiáng)型鏡面反射膜并使樣品面對(duì)入射光束的那個(gè)表面保持絕對(duì)平整，這幾乎是不可能的。如果增強(qiáng)型鏡面反射膜面對(duì)入射光束的那個(gè)表面無(wú)法保持絕對(duì)平整，那么無(wú)論在任何入射角和偏振狀態(tài)之下的測(cè)量結(jié)果都將存在誤差。

通用反射附件由LAMBDA系列產(chǎn)品專(zhuān)用的UVWinlab^? V7軟件控制，允許用戶(hù)自行確定角度序列與測(cè)量光斑大小。一旦建立測(cè)量方法，設(shè)備將自動(dòng)執(zhí)行測(cè)量程序。UVWinlab中通用反射附件的設(shè)置如圖7所示。

可在圖中所示的UVWinlab界面輸入一個(gè)測(cè)量角度，或者在樣品表內(nèi)輸入一系列的測(cè)量角度。注意，可在該界面控制測(cè)量口處照射樣品的束斑大小，控制范圍為0.1 × 0.1 mm至5.0 × 5.0 mm，控制增量為0.1 mm。這個(gè)范圍可輕松容納難以測(cè)量的小樣品。

除了安裝通用反射附件外，LAMBDA^? 1050+的樣品室內(nèi)還配有自動(dòng)偏振驅(qū)動(dòng)附件（如圖8所示）。

圖8.偏振器驅(qū)動(dòng)附件（左）與安裝在LAMBDA^? 1050+樣品室的驅(qū)動(dòng)附件（右）。此電動(dòng)附件可實(shí)現(xiàn)偏振角的自動(dòng)編程。

一旦定義樣品表，系統(tǒng)將自動(dòng)輸入通用反射附件測(cè)量的角度并進(jìn)行測(cè)定。圖10顯示的是所有測(cè)量的重疊數(shù)據(jù)。對(duì)于多層薄膜而言，輕微的干涉圖案是正常的。

圖10.通過(guò)LAMBDA^? 1050+及其通用反射附件在1200—350 nm處采集到的增強(qiáng)型鏡面反射膜樣品的絕對(duì)反射光譜。此過(guò)程使用的通用反射附件角度為8°、15°、30°、45°和60°，束斑大小為4.0 ×4.0 mm，光線為消偏振光。此光譜的局部放大圖如圖11所示。

圖11.光譜（見(jiàn)圖10）的展開(kāi)圖。

在本例中，UVWinlab軟件通過(guò)數(shù)據(jù)處理公式計(jì)算的可見(jiàn)光范圍內(nèi)平均反射率為98%或以上（見(jiàn)圖12）。

在第二批增強(qiáng)型鏡面反射膜樣品的測(cè)量中，通過(guò)配有偏振器驅(qū)動(dòng)配件和格蘭泰勒偏振器（由方解石晶體制成）的LAMBDA^? 1050+及其通用反射附件研究偏振光與入射角的影響。使用通用反射附件分四個(gè)角度（15°、30°、45°和60°）對(duì)1200—350 nm范圍內(nèi)的增強(qiáng)型鏡面反射膜樣品進(jìn)行掃描，其中采用的偏振角為0°、30°、45°和90°。理論上，若增強(qiáng)型鏡面反射膜狀態(tài)良好，則無(wú)論入射角或偏振角多大，增強(qiáng)型鏡面反射膜對(duì)可見(jiàn)光的反射率都應(yīng)極高。

第二批測(cè)量所得數(shù)據(jù)如圖14所示。可以觀察到，無(wú)論入射角或偏振態(tài)如何，增強(qiáng)型鏡面反射膜對(duì)可見(jiàn)光的反射率始終很高。

1. Weber, M., Stover, C., Gilbert, L., Nevitt, T., Ouderkirk, J., “Giant Birefringent Optics in Multilayer Polymer Mirrors”, Science, Vol. 287, March 31, 2000