A Faster, More Accurate Way of Characterizing Cube Beamsplitters

Význam tématu

Cube beamsplittery představují klíčové optické prvky pro rozdělení paprsku na transmitovaný a reflektovaný. Používají se v konzumní elektronice, telekomunikačních systémech, mikropozicionovacích interferometrech a v QA/QC laboratořích. Přesná spektrální charakterizace přenosu, reflexe a absorpce je zásadní pro návrh, optimalizaci a kontrolu kvality těchto komponent.

Cíle a přehled studie / článku

Studie demonstruje rychlou, automatickou a bezobslužnou in situ metodiku měření transmise (T), reflexe (R) a absorptance (A) cubických beamsplitterů (CBS) pomocí spektrofotometru Agilent Cary 7000 UMS. Cílem bylo eliminovat artefakty způsobené posunem vzorku a zajistit přesné spektrální údaje v rozsahu 500–720 nm pro s- a p-polarizaci, se zvláštním zaměřením na vlnovou délku 632,8 nm (HeNe laser).

Použitá instrumentace

• Agilent Cary 7000 UMS: systém pro absolutní speculární reflexi a transmitanci s variabilním úhlem dopadu.
• Nezávislé motorové řízení úhlu dopadu vzorku a pozice detektoru, umožňující měření bez fyzického přesunu vzorku.
• Spektra: rozsah 500–720 nm, interval 1 nm, šířka štěrbiny 5 nm, spektrální průměr 0,5 s.

Hlavní výsledky a diskuse

Měření na CBS o velikosti 25 mm³ s TiO₂/SiO₂ povlakem a optickým lepidlem prokázalo:
- s-polarizace při 632,8 nm: transmitance 0,04 %T (<0,2 % spec.), reflexe 99,34 %R
- p-polarizace při 632,8 nm: transmitance 98,19 %T (>98 % spec.), reflexe 0,11 %R
Absorptance (A=1–T–R) typicky do 0,3 %, odrážející ztráty vlivem retroreflexe, absorpce a rozptylu. Měřením T a R ve stejném bodě byly vyloučeny chyby způsobené nestálostí úhlu dopadu či neuniformitou vrstvy.

Přínosy a praktické využití metody

Automatizované in situ měření zvyšuje opakovatelnost a produktivitu, snižuje riziko chyb při manipulaci se vzorkem. Postup je vhodný pro rutinní kontrolu kvality, vývoj a optimalizaci povlakových materiálů pro laserové a interferenční aplikace.

Budoucí trendy a možnosti využití

Další směřování zahrnuje rozšíření spektrálního rozsahu do UV/NIR, integraci s bezkontaktními detekčními metodami, pokročilou analýzu tenkovrstvých struktur a zavádění adaptivních SQC systémů pro průmyslové linky.

Závěr

Agilent Cary 7000 UMS prokázal vysokou přesnost a spolehlivost při měření T, R a A cubických beamsplitterů bez nutnosti přesunu vzorku. Metoda přináší konzistentní spektrální data a podporuje efektivnější návrh a kontrolu kvality optických komponent.

Reference

• Amotchkina T. V., et al. Oscillations in Spectral Behavior of Total Losses (1 − R − T) in Thin Dielectric Films. Optics Express 2012, 20(14), 16129–16144.