1.簡介
光的散射特性對高端光學(xué)表面、膜層和材料的發(fā)展起著至關(guān)重要的作用。對于光學(xué)表面，常常用粗糙度來確定光學(xué)表面受散射影響后的光學(xué)特性。對于諸如不均勻體、亞表面損傷和局部缺陷的散射常常會(huì)忽略掉，而這些來源的散射對系統(tǒng)有很大的影響，所以需要一個(gè)能在終端借測散射性質(zhì)的儀器來解決這一問題。在有些應(yīng)用中，可以觀察到由粗糙度直接過渡到散射的設(shè)置。
測量高性能光學(xué)元件的散射光對儀器的要求非常嚴(yán)格，主要要求概括如下：
￭ 在相關(guān)的波長下進(jìn)行測量（尤其是膜層）
￭ 高動(dòng)態(tài)范圍（對于可見光光學(xué)至少需要11個(gè)數(shù)量級）
￭ 高靈敏度（對于可見光光學(xué)等效噪聲ARS <10-6 sr-1），散射損耗在ppm級，粗糙度在亞納米量級
￭ 小近角限值（對于成像應(yīng)用<1°）
￭ 3D功能（在入射面內(nèi)外測量）
￭ 測量達(dá)到彎曲樣品的能力以及繪制大的采樣區(qū)間
為達(dá)到這些要求，對用在儀器中的組件和程序有更好的要求，如：
￭ 高機(jī)械精度和測角儀系統(tǒng)的高穩(wěn)定性，需要考慮由重力造成的彎曲效應(yīng)
￭ 盡可能少的固有散射和雜散光的光束發(fā)生系統(tǒng)
￭ 低噪聲、高靈敏度和在整個(gè)動(dòng)態(tài)范圍成線性的檢測系統(tǒng)
￭ 強(qiáng)大的測量和校準(zhǔn)系統(tǒng)
￭ 可靠的不確定分析
由Fraunhofer IOF開發(fā)的散射儀的測量精度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出傳統(tǒng)的測角光度計(jì)，該測量可以直接與我們用實(shí)驗(yàn)室的設(shè)備測出來的結(jié)果聯(lián)系起來，通過測量儀器的特征可以證實(shí)儀器的性能。該系統(tǒng)是目前市場上唯一一個(gè)滿足上述要求測量高性能光學(xué)元件的儀器，對比由美國Schmitt生產(chǎn)的CASI它有有利的競爭力，它不局限與小樣品和平面內(nèi)的測量。
Fraunhofer IOF面對的客戶是企業(yè)、研究所和大學(xué)，我們提供標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備并提高針對于特定任務(wù)的解決方案。其中一個(gè)用戶這樣總結(jié)道：“我是歐洲航天局光學(xué)實(shí)驗(yàn)室ESTEC在荷蘭地區(qū)的副經(jīng)理Dominic Doyle，最近我們購買了由Fraunhofer IOF開發(fā)的ALBATROSS-TT 3D角分辨散射測量儀，之所以選擇IOF為供應(yīng)商是因?yàn)樗麄冊谶@一領(lǐng)域中的超絕能力以及在ARS和BRDF測量技術(shù)和散射分析上的出色的專業(yè)技能，我們非常高興購買這一儀器，并毫不猶豫向精密光學(xué)及光學(xué)機(jī)械等領(lǐng)域推薦ALBATROSS-TT散射儀。
散射儀ALBATROSS的工作臺(tái)顯（基于激光的透射率、反射率和光散射測量）示在圖1中。在ASTM E2387中，它提供光學(xué)和非光學(xué)表面的角分辨光散射、反射率和透射率、膜層和材料的高精度測量，測量直徑高達(dá)700mm，掃描和映射根據(jù)IOF的專利DE 10 2012 005 417 A1。在此我們在第3頁至第5頁引用了最新的一代儀器的詳細(xì)說明書和選項(xiàng)。
圖1：ALBATROSS儀器。左上圖：帶外結(jié)構(gòu)的罩子，右上圖：精密3D雙測角儀，左下圖：控制散射的軟件，右下圖：金剛石折轉(zhuǎn)反射鏡顯示的結(jié)果
2.說明書
• 測量散射光(ARS, BRDF, BTDF)、R和T
• 3D球面測量能力
• 測角儀被層流箱包圍的外殼
• 自動(dòng)化軸（極角、方位角、入射角）
O 角分辨率：<0.001°
O 測角精度：<0.01° (2D), 0.5° (3D)
O 調(diào)整范圍（參見圖2的說明）：
￭ 極角 ：-360° .. +360°
￭ 方位角 ：- 90° .. + 90°
￭ 入射角 ：- 360° .. + 360°
樣品調(diào)整：
O 3個(gè)旋轉(zhuǎn)手動(dòng)軸
O 2個(gè)平移自動(dòng)軸（Z,X）
O 1個(gè)旋轉(zhuǎn)自動(dòng)軸 ：
O 調(diào)整范圍：
￭ Z, X：-12.5 mm .. +12.5 mm
￭ ： 360°
• 最大樣品規(guī)格：
O 最大承重：70 kg
O 最大尺寸：ø700mm（參見圖3）
• 光源：
O 標(biāo)準(zhǔn)： Nd:YAG，532 nm
O 選項(xiàng)1：405nm激光二極管
O 選項(xiàng)2：1064nm激光
O 選項(xiàng)3:1310nm激光二極管
O 額外光源的規(guī)格
• 檢測系統(tǒng)：
O 標(biāo)準(zhǔn)：帶鎖相放大技術(shù)的光電倍增管
O 集成到標(biāo)準(zhǔn)探測器頭的其它探測器
• 偏振
O 照明：原形偏振光，S、P偏振光（可調(diào)的線性偏振角度）
O 檢測器：不帶偏振特性的。S、P偏振特性的（可調(diào)節(jié)的線性偏振角度）
• 互換孔徑：對應(yīng)于立體角分別為 10-05 sr和 10-04sr
• 近角限制：<0.1°
• 動(dòng)態(tài)范圍：放大量級大于13階（在532nm處）
• 等效噪聲ARS： 5*10-08sr-1（在532nm處，參見圖4）
3.更多的組件
• 自動(dòng)控制軟件„ScatterControl”（圖1）
O 直接軸向控制
O 自動(dòng)程序校準(zhǔn)和測量
O 數(shù)據(jù)圖
O 數(shù)據(jù)導(dǎo)出(ASCII, JPG, …)
• 用戶手冊（包含樣品螺紋安裝電網(wǎng)的機(jī)械制圖）
• PC、顯示器、鼠標(biāo)和鍵盤（Windows 7或更高版本的）
4.由用戶提供的基礎(chǔ)設(shè)施
• 放儀器的光學(xué)實(shí)驗(yàn)室至少5 x 3 m2（建議使用潔凈室，但沒有強(qiáng)制要求）
• 供電電源：230 V
5.服務(wù)
IOF在采購地提供有關(guān)軟件的服務(wù)，免費(fèi)提供3年的軟件更新，之后也可以提供免費(fèi)更新或可以另行購買。
6.文檔、演示和交付物
• 階段1：測量系統(tǒng)的功能記錄在IOF耶拿的一系列測量中：
O 儀器標(biāo)簽確定噪聲水平和近角極限
O 測量兩個(gè)典型樣品的ARS
O 在整個(gè)樣品表面上散射分布
用戶以書面確認(rèn)初步驗(yàn)收
• 階段2：發(fā)貨以及設(shè)備安裝，由IOF員工在用戶的地方總結(jié)出三天儀器的簡報(bào)。重復(fù)第一階段的測量。
7.可交付物
下面的部件也是該項(xiàng)目的一部分：
• 光散射測量儀ALBATROSS
• 用于測量控制以及數(shù)據(jù)分析的軟件ScatterControl（許可證有加密狗保護(hù)）
• PDF格式打印出來的用戶手冊（英文的）
• 測試和切換協(xié)議
• 網(wǎng)站介紹
8.不包含的部件
以下的部件不屬于該項(xiàng)目：
• 軟件源代碼
• 評估/檢查CE認(rèn)證
|
