聚合物薄膜的透射测定法 | 量子荧光|微型光纤光谱仪-ag贵宾会

透射测定法可以被用于研究材料中的成分、颜色，甚至杂质。当材料被形成为均匀厚度的薄片时，透射测定法也能被用于研究材料的折射率或厚度。关键是一个被称为薄膜干涉的光学现象-与照亮肥皂泡时产生彩虹的投影作用相同。在这个实验中，通过使用一个测定聚合物薄片的厚度，对聚合物薄片进行了分析。

前言

薄膜干涉在光从两个平行表面反射并且这些光线进行建设性和破坏性干涉时发生。然后，引起的透过光谱有一个附加在它上面的被称为“干涉带”的正弦干涉图形，如图1所示。

当光在90°入射（在透射中）的时候，最大值将 为：

2nd = (m - ½) ? 

式中，n是材料的折射率，d是它的厚度，m是干涉带数量，?是被使用的光的波长。当发生最大值的波长关于干涉带数量从x（然后x 1、x 2等等）开始的关系曲线被画出的时候，呈现了一个直线，斜率等于1/(2nd)，如图2所示。如果已知折射率，那么，厚度能轻易计算出来，反之亦然。即使折射率不知道，这个方法仍能被用于过程控制，可以在基于一组已知可接受样品的斜率值上进行限制。

为了得到更佳结果，应选择能使你能在透过光谱中看到至少5-10干涉带的波长。每个干涉带应有足够的数据点以便使用数据画平滑线的方式确定最大值。最大值将在较短的波长处更紧聚在一起，因而，如果你发现干涉带太少，你可能想使用有一个更短的波长范围。同样，你也能绘制最小值作为 一个单独的线以检验你的结果，因为它应产生相同的斜度。

实验条件

通过使用一个nirquest512光谱仪（ 25 µm光栅，产生~4.0 nm（fwhm）光学分辨率），对三个半透明聚合物膜样品在0.85-1.7 µm（850-1700 nm）范围的反射进行了检查。一个hl-2000-hp高功率卤化钨灯被选作光源，使用两个600 µm vis-nir（可见光-近红外）光纤组件将光从74-ach可调准直透镜架引入和引出。当使用一个近红外分光计保持数据收集时间较短时可以使用一个高功率灯，因为在nirquest512的ingaas 探测器不象在可见光光谱仪中使用的硅探测器那样灵敏。较大芯光纤有助于将光通量达到更大。

聚合物膜被直接贴到74-ach的一个臂上，确保膜靠在臂上保持平直。在spectrasuite仪器中得到了透射光谱，仪器使用了50 ms积分时间，平均10扫描，矩形波串（平滑）设置为0。在这种情况下，在矩形波串平滑范围内最好取平均值以便保持分光计的分辨力。

当为测量对齐样品的时候，重要的是：首先矫正安装在透射台上的74-uv（紫外线）透镜。每个透镜分成两部分 – 一个旋进透射台并含有透镜本身的外套筒，和一个旋到光纤上的内套筒。这个双套筒结构使光纤和透镜之间的距离能够用一个定位螺钉调节，然后固定。首先，应调整照明一侧的透镜，以便来自那个臂的光尽可能准直。然后，应调整接收光纤一侧的透镜，以在取基准光谱之前观察分光计上信号水平的同时使光通量达到更大化。

结果

为三个样品得到的透射光谱被显示在图3中。在100%处的一个平坦基准线表明系统有足够的光和灵敏度进行低噪声测量（甚至在光谱仪波长极限处也是如此）。

样品a和样品b显示了清晰而规则的干涉带，干涉带在波长范围的中央部分大约间隔10 nm，在最大值之间有5-6个数据点。每个最大值的波长被插入并被绘制与干涉带数量的关系曲线，产生一个直线。使用回归分析确定了线的斜度，并且计算了每个膜的厚度。

样品c没有显示清晰而规则的干涉光谱，这可能是由于它的厚度或折射率太低以至于不能在系统的分辨力限度之内显示干涉带 （请记住，最大值每2nd波长发生一次）。就是说，它在厚度方面不可能足够平滑和均匀来产生清晰的干涉带，在这种情况下，移动到膜上的另一个地点进行测量有可能改进光谱。

结论

薄膜干涉测定可被用于测定聚合物薄膜的厚度或折射率，这使它成为一个用于研究、工艺过程和质量控制应用的非常有用的工具。

对于需要从一个干涉测量得到更多东西的人们，反射测量术可能是一个ag真人国际官网的解决方案。一个系统如 nanocalc薄膜反射测量系统采取下一步并使光谱适合一个为人熟知的模型，只要层的厚度或折射率是已知的即可。这个方法更精确得多，并提供了对几层不同成分的分析，不只是对一个单独的薄膜的分析。

一个椭圆对称系统甚至能够更灵敏。specel椭偏仪系统使用在已知角度的偏振光测定反射的相位变化，通过使用用户友好软件，快速并轻易得到样品的厚度、折射率和吸光率。

不论你的薄膜测量需要是什么，我们在此都将帮助你找到适合的ag真人国际官网的解决方案。

图1

图2

图3