一种用于确定非正入射条件下光学原件透过率的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于光学原件领域，具体涉及一种用于确定非正入射条件下光学原件透过 率的方法。
【背景技术】
[0002] 采用光度计测试光学元件的透过率，需要将样品置于光度计的光路中。当所测量 的透过率为正入射时，出射光线不改变，因此测试结果为无误差的透过率。但如果需要测量 非正入射情况下的透过率，由于样品相对入射光线存在一定倾角，因此入射光线会在待测 样品表面产生折射而导致方向改变。为解决这一问题，需要以垂直于入射光的平面为轴线， 在样品的镜像位置放置另一个辅助元件。这样，入射光在依次经过待测样品和辅助样品后， 其方向仍不产生改变。采用此种方法获得的是待测样品和辅助样品的串联组合透过率。
[0003] 采用这种方法，存在几个问题:第一，因为测量得到的透过率时待测样品和辅助样 品的串联组合透过率，而不是待测样品自身的透过率，所以还必须事先知道辅助样品的透 过率，才能够计算出待测样品本身的透过率;第二，由于已知透过率的辅助样品通常难以获 得，所以在通常采用替代方法，即在同样条件下制作两个被视为透过率相同的元件，测量它 们的串联组合透过率，然后计算出单个的透过率，而在实践中，两个透过率相同的样品是很 难制作的；第三，任何光学元件在制作及测量过程中，会不可避免地出现制作误差、测量误 差，因此采用上述方法通常难以获得元件透过率。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是为了解决现有的方法需要透过率已知的参考样品、需要制作两个 透过率完全一致的样品、样品透过率存在制作误差与测量误差的问题，而提供一种用于确 定非正入射条件下光学原件透过率的方法。
[0005] 本发明提供一种用于确定非正入射条件下光学原件透过率的方法，该方法包括：
[0006] 步骤一:按照分光光度计的透过率测试要求，选取至少三个待测元件；
[0007] 步骤二:在待测入射角度下，将待测原件两两配对，然后分别进行透过率测试，得 到透过率数值；
[0008] 步骤三:根据步骤二得到的透过率数值，利用公式（1)，计算出在该待测角度下，每 一待测原件的透过率数值； ri 1 Θ： . . fig Tr:、 1 0 1 ? lg^ lg^s 1 0 0: . . 0 IgZ lg/：, /r、
[0009] b 3 = l" (1) * · * ? . · * ? . · v° 〇 · 1 iJUrJ
[0010] 公式⑴中，X代表待测样品元件的数量。
[0011] 本发明的有益效果
[0012] 本发明提供一种用于确定非正入射条件下光学原件透过率的方法，该方法通过对 多个元件(元件数量超过三个）的两两组合透过率测试，利用这些组合透过率可计算出每个 元件的透过率结果，当元件数量为四个或更多时，可能的两两组合数超过了元件的个数，因 此可以采用最小二乘法得出了剔除误差的结果，实现了更高的透过率测量置信度。与现有 技术相对比，本发明中采用的方法无需实现知道任何一个样品的透过率，也没有任何两个 样品透过率必须相同的约束条件，降低了样品准备所需要的工作量；当参与测试的样品个 数较多时，可以采用多于样品数的组合测量数进行最小二乘法，有效避免了随机制备误差 与测量误差带来的不确定度，可以同时获得多个未知样品的透过率，测量准确度高。
【附图说明】
[0013] 图1为本发明透过率测试样品架示意图。
【具体实施方式】
[0014] 本发明提供一种用于确定非正入射条件下光学原件透过率的方法，该方法包括：
[0015] 步骤一:按照分光光度计的透过率测试要求，选取至少三个待测元件；
[0016] 步骤二:在待测入射角度下，将待测原件两两配对，串联放置于样品架上，然后分 别进行透过率测试，即测量某一入射角下的串联组合透过率，得到透过率数值;如图1所示， 将待测原件1和待测原件2串联放置于样品架上，3为样品架底座(测试时置于光度计样品室 内），测量待测原件1和待测原件2串联组合透过率；
[0017] 步骤三:根据步骤二得到的透过率数值，利用公式（1)，计算出在该待测角度下，每 一待测原件的透过率数值； A 1 0. . · 0丫 _ fig： 4 、 1 ο 1 , , 〇 lg^ ig：%
[0018] 1 ° ° · · 〇 ⑴ ? ? · · ? * V · .·. .， ·. . 0 Q: '· 1 1 人ig,J b-g7(:''，'υ
[0019] 公式⑴中，χ代表代表待测样品元件的数量。
[0020] 本实施方式所述的步骤二中，在进行每次测试时，入射光依次以同样的角度依次 穿过两个待测原件，测得两个待测原件在该角度下串联后的透过率。
[0021] 本实施方式所述的待测原件优选为三个或四个，当待测原件为三个时，分别标记 待测原件为1号、2号和3号，将1号、2号样品组合进行第1次测试，得到透过率T 12;l号、3号样 品组合进行第2次测试，得到透过率Τ13; 2号、3号样品组合进行第3次测试，得到透过率Τ23。
[0022] 当待测原件为四个时，分别标记待测原件为1号、2号、3号和4号，则1号、2号样品组 合进行第1次测试，得到透过率T12;l号、3号样品组合进行第2次测试，得到透过率T 13;l号、4 号样品组合进行第3次测试，得到透过率Τ14;2号、3号样品组合进行第4次测试，得到透过率 Τ23;2号、4号样品组合进行第5次测试，得到透过率Τ24;3号、4号样品组合进行第6次测试，得 到透过率T34。
[0023]本实施方式所述的根据步骤二得到的各透过率数值，利用公式（1)，计算出在该 待测角度下，每一待测原件的透过率数值；
[0024]具体的说，当待测原件为三个时，利用在第二步中测得的三个组合透过率Τ12、Τ23 和Tl3,米用如下公式： "1 1 OYlgT；^ rigri2v
[0025] Oil igr2 = lgT"23 、i o l 又igrj
[0026] 计算出三个元件各自透过率的对数值lgT^lgh和lgT3,然后得到的数 值。
[0027] 当待测原件为四个时，采用如下公式： Λ 1 I 0 0〕 pgri2Y 1 o i ο ?ι^τΛ \gTn 10 0 1 lgJ, lgTj4
[0028] ' 2 ：= 5 14 (2) ο 1 i 0 lgg igr23 ο 1 ο 1 [igrj Igr24 l 0 0 i ij Ug^J
[0029] lgT1、lgT2、lgT3和lgT4是对⑵式进行最小二乘法求出，然后即可求出T 1、T2、T3和T4 的数值。显然，（2)式中有六个公式，却只有四个未知数，可以通过最小二乘法解出每个元件 单独测量透过率的对数的最佳解，而这些最佳解已经有效地剔除了随机误差，这样就获得 了元件在非正入射条件下的透过率。
[0030] 下面结合实施例和附图对本发明作进一步说明。
[0031] 实施例1
[0032] 现以玻璃基底镀制的四个减反膜样品为例，说明在波长为632.8nm的条件下，入射 角为30度的情况下，元件透过率的确定过程。
[0033] 步骤一:按照分光光度计的透过率测试要求，选取四个待测元件1号、2号、3号和4 号；
[0034] 步骤二:在待测入射角度下，将四个待测元件两两配对，将1号、2号样品组合进行 第1次测试，得到透过率T12为98.2%; 1号、3号样品组合进行第2次测试，得到透过率T13为 98.7% ;1号、4号样品组合进行第3次测试，得到透过率Τ14为98.3% ;2号、3号样品组合进行 第4次测试，得到透过率Τ23Τ12为98.5% ;2号、4号样品组合进行第5次测试，得到透过率 Τ24Τ12为98.1 % ;3号、4号样品组合进行第6次测试，得到透过率Τ34Τ12为98.6% ;
[0035]步骤三:利用步骤二中获得的各透过率结果，根据式(2)，计算出在该待测角度下， 每一待测样品各自的透过率数值； '110 0) flgO.982、 1 0 1 0 flgT^ lg0.987 1 0 0 1 lgT〇 lg0.983 / .
[0036] - 12) 0 1 1 0 lgr3 lg 0.985 0 1 § I [lgjJ lg 0.981 0 0: 1 .lj vlg0.986y
[0037] 得到lgTi = -〇. 00349、lgT2 = -〇. 00436、lgT3 = -〇. 00218和lgT4 = _0.00393。由此 可知 1'1 = 99.2%、了2 = 99.0%、了3 = 99.5%和了4=99.1%。
【主权项】
1. 一种用于确定非正入射条件下光学原件透过率的方法，其特征在于，该方法包括： 步骤一:按照分光光度计的透过率测试要求，选取至少Ξ个待测元件； 步骤二:在待测入射角度下，将待测原件两两配对，然后分别进行透过率测试，得到透 过率数值； 步骤Ξ:根据步骤二得到的透过率数值，利用公式（1)，计算出在该待测角度下，每一待 测原件的透过率数值；公式(1)中，X代表待测样品元件的数量。2. 根据权利要求1所述的一种用于确定非正入射条件下光学原件透过率的方法，其特 征在于，所述的待测元件为3个或4个。
【专利摘要】本发明提供一种用于确定非正入射条件下光学原件透过率的方法，属于光学原件领域。解决现有的方法需要透过率已知的参考样品、需要制作两个透过率完全一致的样品、样品透过率存在制作误差与测量误差的问题。该方法先按照分光光度计的透过率测试要求，选取至少三个待测元件；然后在待测入射角度下，将待测原件两两配对，然后分别进行透过率测试，得到透过率数值；最后根据得到的透过率数值，利用公式(1),计算出在该待测角度下，每一待测原件的透过率数值。本发明可以同时获得多个未知样品的透过率，测量准确度高。
【IPC分类】G01M11/02
【公开号】CN105547650
【申请号】CN201510901267
【发明人】贺健康, 张立超, 才玺坤, 武潇野, 时光, 梅林 , 隋永新, 杨怀江
【申请人】中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2015年12月9日