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光学滤光片的测试指标

   在薄膜中每一个点的性能必须用一个极微小的测量光束来测试。常用的方法是用一定面积的测量光束在滤光片的中心区域和圆周周围四个相近的等间隔区域检查性能,如峰值波长。在五次独立的测试中,滤光片的差异可以认为是峰值波长,或者其他性能属性的差异。

 

   测量中用到的光谱仪也有一定的带宽并且滤光片的带宽要比它小,一般来说滤光片的这种性能不会被识别,这尤其会出现在截止度测量中。截止度测量常常必须在非常宽的范围内进行,为了在合理的时间内完成测量,必须有一个快速的扫描速度,这反过来需要一个较宽的宽带。在一定区域上将测量值取平均,如果被截止的能量是谱线而不是连续光谱,则这种结果是不符合要求的。在这种情况下,谱线应该被标定,并且这些测量应包括在确定的谱线处更仔细的测量。

 

   当然,不可避免的是,在每一个独立的滤光片上进行的测试量越大,滤光片的价格就越贵。低价格标准滤光片的性能测试主要根据批次进行,且在每一个独立的滤光片上仅需要检查很少的细节。由于价格因素,我们不可能进行除了基本测试外的其他性能测试。

 

   目前为止,我们讨论了滤光片的直接可测量的光学性能,但是仍有一些物体的自然属性相当难以测量,这些与薄膜和基底的质量和加工有关。对于任何光学组件,基底都是会被详细描述的,如表面的面形、抛光程度和允许的玷污、光洁度等,这里我们不应该进一步考虑基底。有一个指标MIL-E13830A,特别是在美国被广泛应用,这为包括基底在内的光学元件提供了一套有效的标准。

 

   镀膜的质量可以通过是否存在缺陷来衡量,如针孔、污点、溅射标记及未镀膜区域。溅射痕迹是由蒸发源喷出的材料碎片造成的。一般而言,它对光学性能几乎没有影响,除非数量巨大。针孔的重要性主要有两个原因。第一,他们实际上时很小的未镀膜区域或者部分未镀膜区域,这些区域将会使额外的光透射截止区,从而降低滤光片的整体性能。第二,特别是对于可见光区的滤光片,这些不足会影响整体的美观。

 

   在任何滤光片中,针孔的实际计算将涉及高昂的劳动量,在实际中将滤光片与参考样品相比较,对于可见光滤光片进行测量常常是视觉上的。一个含有灯箱的简单固定支架可以很容易的搭建起来,在其上面放置很多滤光片,可以和参考样品比较判断是否符合要求。对于透明基底上的红外滤光片,这一方法仍然可以使用,但是对于在不透明的基底上的滤光片,则更易的是测量其实际的截止性能。

 

   很多方法都能够引起污点,最常见的原因是基底不合格。一种常见的污点类型是由光学加工中的缺陷造成的,特别是包含增透膜时,抛光过程包括通过材料的移动来平整表面的不规则。如果抛光之前的研磨太粗糙,在随后的抛光过程中更深的坑将会被材料填充。尽管肉眼看上去抛光显得完全令人满意,但这种填充仅仅是很松散的粘合于表面。在对表面加热和镀膜时,这种较差的粘附材料会掉落,在表面上留下斑块,并且常常会有明显的边界。这种污点的唯一补救方法就是提高抛光技术。其他的污点可能是由于基底清洁造成的。如果允许水或酒精在表面自然风干,则会留下水印。在整个清洁过程中,表面上的小水滴应该通过最后的蒸发清洁阶段除去,或者通过洁净的空气吹干,或者利用洁净的纸或抹布。水滴是坚决不嫩不允许在表面上自然风干,除非是非常严重的情况。污点不会影响光学性能,这种判断的基础是主观的。


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