[发明专利]一种低辐射镀膜玻璃的光学参数检测方法

摘要

本发明涉及一种低辐射镀膜玻璃的光学参数检测方法，该低辐射镀膜玻璃为SnO2:F/SiCxOy，0＜x＜1，1＜y＜4，属于镀膜玻璃检测领域。该方法是在获得SnO2:F/SiCxOy节能镀膜玻璃椭圆偏振光谱的基础之上，引入五层膜层结构以及光学色散方程，通过迭代来回归实测椭偏光谱，最终获得SnO2:F/SiCxOy镀膜玻璃的膜层结构及其每一层的光学参数，利用该方法实现镀膜玻璃光学性能的在线实时监控。本发明仅采用光学测试手段来获得准确的膜层结构及光学参数，对样品无损伤、测量耗时少、测试方法简便，对被测样品表面无特殊要求，十分适合于SnO2:F/SiCxOy节能镀膜玻璃的性能检测。

主权项

1.一种低辐射镀膜玻璃的光学参数检测方法，该低辐射镀膜玻璃为SnO₂:F/SiC_xO_y，0＜x＜1，1＜y＜4，其特征是步骤如下：利用光度式椭圆偏振光谱仪测量SnO₂:F/SiC_xO_y镀膜玻璃在紫外～可见波段光谱范围的椭偏参数，记为cosΔ_M及tanΨ_M，同时在测量波长λ处按照椭偏方程写出关于折射率,消光系数和膜厚的函数：及其中和均为一阶向量，向量维数对应于建立膜层模型的层数，建立cosΔ_M，tanΨ_M与的均方差函数MSE，如式（1）所示：MSE=Σλ[(cosΔM-cosΔC(n→,k→,d→))2+(tanΨM-tanΨC(n→,k→,d→))2]---(1)]]>求解式（1），具体求解过程如下：1)建立五层膜层结构模型：五层膜结构在玻璃基底上自下而上依次记为SiC_xO_y+Na⁺层、纯SiC_xO_y层、过渡层、SnO₂:F功能层以及表面粗糙层，即将膜厚设为一个五维向量，初始厚度自SiC_xO_y+Na⁺层向上依次记为d→0=(d10,d20,d30,d40,d50);]]>2)建立对应的色散模型：设初始折射率自SiC_xO_y+Na⁺层向上以此为n→0=(n10,n20,n30,]]>n40,n50),]]>初始消光系数自SiC_xO_y+Na⁺层向上以此为k→0=(k10,k20,k30,k40,k50);]]>SiC_xO_y+Na⁺层以及纯SiC_xO_y层为透明绝缘层，n₁₀，n₂₀及k₁₀，k₂₀采用柯西色散方程描述，如式（2）：n＝A_c+B_c/λ²+C_c/λ⁴;k＝0              （2）其中A_c,B_c,C_c为柯西色散方程系数；SnO₂:F功能层为导电层，n₄₀和k₄₀采用塞米尔色散方程和洛伦兹振子方程的组合共同描述，如式（3）所示：ϵr=Amλ2(λ2-λ02)(λ2-λ02)2+γλ2+As+Bsλ2/(λ2-Cs)]]>（3）ϵi=Amλ3γ(λ2-λ02)2+γλ2]]>式中A_m为洛伦兹峰强度，λ₀为洛伦兹吸收峰中心波长，γ代表洛伦兹峰的峰宽，A_s,B_s,C_s为塞米尔系数，ε_r,ε_i为介电常数，介电常数和折射率消光系数的转化关系如式（4）所示：n=ϵr2+ϵi2+ϵr2;]]>k=ϵr2+ϵi2-ϵr2---(4)]]>过渡层及表面粗糙层的n₃₀，n₅₀及k₃₀，k₅₀采用布鲁格曼有效介质近似模型加以描述，如式（5）：0=fϵ1-ϵhϵ1+2ϵh+(1-f)ϵ2-ϵhϵ2+2ϵh;ϵh=ϵr+iϵi---(5)]]>式中ε₁,ε₂分别为介质1和介质2的介电常数，f为介质1占总物质的比例，ε_h为这两介质混合后的等效总介电常数，其折射率与介电常数的转化依然使用方程（4）；3)利用步骤1)建立的结构模型和步骤2)建立的色散模型对实测椭偏参数进行反演回归，椭偏参数回归计算时采用拉文伯格-麦夸特迭代算法，需要迭代的具体待定参量为当拟合值与实测值之间的MSE收敛至最小值时返回真值，获得使MSE取得最小值的一组和值，即是测量获得的低辐射镀膜玻璃的光学参数。