一种基于反射率光谱测量光学薄膜厚度的方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及薄膜技术领域，具体涉及一种基于反射率光谱测量光学薄膜厚度的方法及系统。一种基于反射率光谱测量光学薄膜厚度的方法，提供多组已知光学薄膜厚度的标准样品，获得多组标准样品中光学薄膜厚度与光学薄膜反射率光谱的色空间坐标之间的对应关系；基于测量待测样品的反射率光谱并获取其对应的色空间坐标，并依据所述对应关系得到待测样品的光学薄膜厚度。在测量待测样品的反射率光谱时，对于待测样品表面的光学薄膜不会造成损害，且测试时间短，因此本发明专利技术所提供的方法具有对光学薄膜无损害，且测量快速的优点。一种基于反射率光谱测量光学薄膜厚度的系统，具有对光学薄膜无损害，且测量快速的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及薄膜
，具体涉及一种基于反射率光谱测量光学薄膜厚度的方法及系统。
技术介绍
光学薄膜是附著在光学元件表面的介质薄膜，基于薄膜内光的干涉效应来改变透射光或反射光的光强、偏振状态和相位变化，从而达到改善材料的光学特性的效果，还能优化光学元件的表面性能，如提高耐磨性等。光学薄膜在光学元件上的运用，可改善光学元件的品质，因此光学薄膜可广泛应用于精密光学设备、显示器设备到日常生活中使用的眼镜、数码产品等具体产品中。光学薄膜的厚度对其本身性能以及应用效果有着很大的影响，现有的光学薄膜厚度的测量方法主要是台阶仪和椭圆偏振法。其中椭圆偏振法的测试设备复杂且昂贵，而利用台阶仪进行测量时，会对光学薄膜造成损伤。因此亟需有一种快速、无损的测量方法对光学薄膜厚度进行测试。
技术实现思路
为克服现有的技术问题，本专利技术提供一种基于反射率光谱测量光学薄膜厚度的方法及系统，具有对光学薄膜无损害，且测量快速的优点。本专利技术为解决上述技术问题的技术方案是提供一种基于反射率光谱测量光学薄膜厚度的方法，提供多组已知光学薄膜厚度的标准样品，获得多组标准样品中光学薄膜厚度与光学薄膜反射率光谱的色空间坐标之间的对应关系；基于测量待测样品的反射率光谱并获取其对应的色空间坐标，并依据所述对应关系得到待测样品的光学薄膜厚度。优选地，所述色空间坐标为CIELAB色空间坐标。优选地，所述色空间坐标为(a*,b*)。优选地，所述基于反射率光谱测量光学薄膜厚度的方法进一步包括：基于所述对应关系，建立数据库，所述数据库包括多组一一对应的光学薄膜厚度与光学薄膜反射率光谱的色空间坐标数据。优选地，所述基于反射率光谱测量光学薄膜厚度的方法进一步包括：基于所述对应关系，获得光学薄膜厚度与光学薄膜反射率光谱的色空间坐标之间的函数关系式。优选地，所述标准样品和待测样品包括一基板和一覆盖在基板表面的光学薄膜，标准样品和待测样品的反射率光谱的测量为：向标准样品和待测样品覆盖有光学薄膜的基板表面提供一入射光，并接收该入射光经光学薄膜的反射后所形成的反射光，进而得到标准样品和待测样品的反射率光谱的色空间坐标。一种基于反射率光谱测量光学薄膜厚度的系统，包括测量模块和处理模块；所述测量模块用于测量标准样品和待测样品的反射率光谱并获取其对应的色空间坐标；所述处理模块用于获得多组标准样品中光学薄膜厚度与光学薄膜反射率光谱的色空间坐标之间的对应关系，以及基于测量待测样品的反射率光谱并获取其对应的色空间坐标，并依据所述对应关系得到待测样品的光学薄膜厚度。优选地，所述处理模块进一步包括数据库单元，所述数据库单元包括多组一一对应的光学薄膜厚度与光学薄膜反射率光谱的色空间坐标数据。优选地，所述处理模块进一步包括计算单元，所述计算单元包括光学薄膜厚度与光学薄膜反射率光谱的色空间坐标之间的函数关系式。优选地，所述测量模块包括用于测量标准样品和待测样品的反射率光谱的光纤光谱仪；所述光纤光谱仪包括光纤探头，所述光纤探头呈同轴式排布方式。相对于现有技术，本专利技术提供的一种基于反射率光谱测量光学薄膜厚度的方法，提供多组已知光学薄膜厚度的标准样品，获得多组标准样品中光学薄膜厚度与光学薄膜反射率光谱的色空间坐标之间的对应关系。利用所述对应关系，在测量时只需测量待测样品的反射率光谱，从而获取所述反射率光谱对应的色空间坐标。根据所述对应关系，利用获取的色空间坐标即可得到待测样品的光学薄膜厚度。在测量待测样品的反射率光谱时，对于待测样品表面的光学薄膜不会造成损害，且测试时间短，因此本专利技术所提供的方法具有对光学薄膜无损害，且测量快速的优点。此外，当待测样品的面积较大时，所附着的光学薄膜厚度均匀性有着重要的影响，利用本专利技术所提供的方法，能对待测样品的多个位置进行测量，从而得到待测样品上多个位置的光学薄膜厚度，掌握待测样品的光学薄膜厚度的均匀性，因而该方法有着很好的应用前景。本专利技术还提供的一种基于反射率光谱测量光学薄膜厚度的系统，包括测量模块和处理模块；所述测量模块用于测量标准样品和待测样品的反射率光谱并获取其对应的色空间坐标；所述处理模块用于获得多组标准样品中光学薄膜厚度与光学薄膜反射率光谱的色空间坐标之间的对应关系，以及基于测量待测样品的反射率光谱并获取其对应的色空间坐标，并依据所述对应关系得到待测样品的光学薄膜厚度。利用所述对应关系，在测量时只需测量待测样品的反射率光谱，从而获取所述反射率光谱对应的色空间坐标。根据所述对应关系，利用获取的色空间坐标即可得到待测样品的光学薄膜厚度。在测量待测样品的反射率光谱时，对于待测样品表面的光学薄膜不会造成损害，且测试时间短，因此本专利技术所提供的系统具有对光学薄膜无损害，且测量快速的优点。并且，当待测样品的面积较大时，所附着的光学薄膜厚度均匀性有着重要的影响，利用本专利技术所提供的系统，能对待测样品的多个位置进行测量，从而得到待测样品上多个位置的光学薄膜厚度，掌握待测样品的光学薄膜厚度的均匀性，因而该系统有着很好的应用前景。此外，通过将系统模块化，能有效提高测量的效率及稳定性。【附图说明】图1是本专利技术基于反射率光谱测量光学薄膜厚度的方法的流程示意图。图2是本专利技术一些优选的实施例中步骤S1的流程示意图。图3是本专利技术另一些优选的实施例中步骤S1的流程示意图。图4是本专利技术基于反射率光谱测量光学薄膜厚度的系统的结构示意图。图5是本专利技术基于反射率光谱测量光学薄膜厚度的系统的变形实施例的结构示意图。图6是本专利技术中光纤光谱仪的光纤探头的结构示意图。图7是本专利技术第一具体实施例中不同SiO2薄膜厚度的色空间坐标(a*,b*)的位置。图8是本专利技术第一具体实施例中SiO2薄膜厚度与色空间坐标(a*,b*)的对应关系图。【具体实施方式】为了使本专利技术的目的，技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施实例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术提供了一种基于反射率光谱测量光学薄膜厚度的方法，提供多组已知光学薄膜厚度的标准样品，获得多组标准样品中光学薄膜厚度与光学薄膜反射率光谱的色空间坐标之间的对应关系；基于测量待测样品的反射率光谱并获取其对应的色空间坐标，并依据所述对应关系得到待测样品的光学薄膜厚度。在此，需要说明的是，色空间是基于光度学，用三原色的混合从而描述自然界的所有色彩，因而自然界的所有色彩均能用色空间坐标表示。本专利技术所提供的方法利用所述对应关系，在测量时只需测量待测样品的反射率光谱，从而获取所述反射率光谱对应的色空间坐标。根据所述对应关系，利用获取的色空间坐标即可得到待测样品的光学薄膜厚度。在测量待测样品的反射率光谱时，对于待测样品表面的光学薄膜不会造成损害，且测试时间短，因此本专利技术所提供的方法具有对光学薄膜无损害，且测量快速的优点。此外，当待测样品的面积较大时，所附着的光学薄膜厚度均匀性有着重要的影响，利用本专利技术所提供的方法，能对待测样品的多个位置进行测量，从而得到待测样品上多个位置的光学薄膜厚度，掌握待测样品的光学薄膜厚度的均匀性，因而该方法有着很好的应用前景。色空间有多种，比如国际照明委员会(CIE)所提供的CIELAB色空间、CIEYxy色空间、CIELUV色空间，此外还有HunterLab色空本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于反射率光谱测量光学薄膜厚度的方法，其特征在于：提供多组已知光学薄膜厚度的标准样品，获得多组标准样品中光学薄膜厚度与光学薄膜反射率光谱的色空间坐标之间的对应关系；基于测量待测样品的反射率光谱并获取其对应的色空间坐标，并依据所述对应关系得到待测样品的光学薄膜厚度。

【技术特征摘要】
1.一种基于反射率光谱测量光学薄膜厚度的方法，其特征在于：提供多组已知光学薄膜厚度的标准样品，获得多组标准样品中光学薄膜厚度与光学薄膜反射率光谱的色空间坐标之间的对应关系；基于测量待测样品的反射率光谱并获取其对应的色空间坐标，并依据所述对应关系得到待测样品的光学薄膜厚度。2.如权利要求1中所述基于反射率光谱测量光学薄膜厚度的方法，其特征在于：所述色空间坐标为CIELAB色空间坐标。3.如权利要求2中所述基于反射率光谱测量光学薄膜厚度的方法，其特征在于：所述色空间坐标为(a*,b*)。4.如权利要求1中所述基于反射率光谱测量光学薄膜厚度的方法，其特征在于：进一步包括：基于所述对应关系，建立数据库，所述数据库包括多组一一对应的光学薄膜厚度与光学薄膜反射率光谱的色空间坐标数据。5.如权利要求1中所述基于反射率光谱测量光学薄膜厚度的方法，其特征在于：所述基于反射率光谱测量光学薄膜厚度的方法进一步包括：基于所述对应关系，获得光学薄膜厚度与光学薄膜反射率光谱的色空间坐标之间的函数关系式。6.如权利要求1-5中任一项所述基于反射率光谱测量光学薄膜厚度的方法，其特征在于：所述标准样品和待测样品包括一基板和一覆盖在基板表面的光学薄膜，标准样品和待测样品的反射率光谱的测量为：向标准样品...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭先德，向勇，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川;51