irangos optiniu komponentu visumines integruotos sklaidos matavimams konstravimas ir isbandymas
Post on 27-Jul-2015
228 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
VILNIAUS UNIVERSITETAS
FIZIKOS FAKULTETAS
KVANTINĖS ELEKTRONIKOS KATEDRA
Lina Žitkutė
ĮRANGOS OPTINIŲ KOMPONENTŲ VISUMINĖS INTEGRUOTOS SKLAIDOS
TYRIMAMS KONSTRAVIMAS IR IŠBANDYMAS
Pagrindinių studijų baigiamasis darbas
(studijų programa – taikomoji fizika)
Studentas Lina Žitkutė
Darbo vadovas Prof. hab. dr. Valdas Sirutkaitis
Recenzentas Dr. Rytis Butkus
Katedros vedėjas Prof. hab. dr. Algis Petras Piskarskas
Vilnius 2010
2
Turinys
Įvadas ....................................................................................................................................... 3
Darbo tikslas......................................................................................................................... 3
Darbo užduotys: ................................................................................................................... 4
1. Optinių komponentų sklaidos teorijos............................................................................. 5
1.1. Skaliarinė sklaidos teorija........................................................................................ 6
1.2. Vektorinė sklaidos teorija........................................................................................ 6
2. Optiniai komponentai ...................................................................................................... 7
2.1. Optiniai stiklai ir jų poliravimas.............................................................................. 7
2.2. Optinių dangų dengimo technologijos..................................................................... 9
2.3. Optinių komponentų šviesos sklaida ..................................................................... 10
2.4. Optinių komponentų valymas ir valymo įtaka sklaidai ......................................... 10
2.5. Paviršiaus šiurkštumo įvertinimas ......................................................................... 11
3. Sklaidos matavimas ....................................................................................................... 12
3.1. Kampinės sklaidos matavimas .............................................................................. 12
3.2. Visuminės integruotos sklaidos matavimas........................................................... 13
3.3. Optinių komponentų sklaidos matavimų ISO standartas ...................................... 13
3.4. Atominės jėgos mikroskopas................................................................................. 15
4. Švarus kambarys, švaraus kambario reikalavimai......................................................... 15
5. Eksperimentas................................................................................................................ 17
5.1. Matavimų įranga.................................................................................................... 17
5.2. Visuminės integruotos sklaidos matavimas antra harmonika................................ 18
5.3. Visuminės integruotos sklaidos matavimas trečia harmonika............................... 18
5.4. Sklaidos matavimų įrangos rengimas ir sistemos valymas ................................... 19
5.5. Matavimo automatizavimas................................................................................... 22
5.6. Sklaidos matavimų įrangos testavimas.................................................................. 26
5.7. BK7 ir FS stiklų paviršiaus šiurkštumo tyrimas.................................................... 27
Pagrindiniai rezultatai ir išvados ............................................................................................ 32
Literatūra ................................................................................................................................ 36
3
Įvadas Optinių komponentų paviršiaus šiurkštumas yra vienas iš faktorių, kuris riboja jų kokybę.
Vystantis lazerinėms technologijoms apie 1970 metus buvo pradėta domėtis optinių elementų
sklaida [1]. Paviršiaus nelygumai, likę po gamybos nešvarumai, mikroįbrėžimai, įtrūkimai, įvairūs
defektai ir tūryje esančios tankio fliuktuacijos blogina optinių komponentų kokybę ir didina šviesos
sklaidą nuo jų [2].
Optinių komponentų paviršiaus kokybė tiriama įvairiais metodais [3]. Tiesioginiam
paviršiaus šiurkštumo nustatymui yra naudojami mikroskopai: Nomarskio (Nomarski)
interferencinio kontrasto mikroskopas, elektroninis mikroskopas, skenuojančio zondo mikroskopai
(skenuojantis tunelinis ir atominės jėgos mikroskopai) ir kiti. Bet šiais metodais išmatuojamas
paviršiaus plotas yra labai mažas (~100×100 μm2), o laiko sąnaudos didelės [4].
Matuojant optinių komponentų sklaidą ir naudojant teoriją, kuri sieja sklaidą su paviršiaus
šiurkštumu, galima paviršiaus kokybę ištirti greičiau ir padidinti ištirtą plotą. Paviršiaus tyrimui yra
naudojami kampinės sklaidos ir visuminės integruotos sklaidos matavimai. Kampinės sklaidos
matavimas yra paremtas vektorine sklaidos teorija [3]. Šis metodas yra informatyvesnis nei
visuminės integruotos sklaidos matavimas, bet kampinę sklaidą išmatuoti yra sunkiau ir duomenų
apdorojimas yra sudėtingesnis. Visuminės integruotos sklaidos matavimai su paviršiaus šiurkštumu
siejasi skaliarine sklaidos teorija ir yra daug paprastesni apdorojant matavimų rezultatus.
Remiantis tarptautiniu ISO 13696 standartu [4] Vilniaus universitete Lazerinių tyrimų centre
2004 metais buvo sukonstruota visuminės integruotos sklaidos matavimų įranga. Ši įranga turėjo
daug trūkumų: matavimo kamera buvo visiškai nesandari, į ją nuolat patekdavo dulkės, kurios
įtakojo matavimą, sukeldamos Mi (Mie) sklaidą, taip pat buvo neišvengiama šviesos įtaka
matavimui. Norint išvengti pašalinės sklaidos ir atlikti tikslesnius optinių komponentų sklaidos
matavimus, ši įranga yra nuolatos tobulinama ir testuojama.
Optinių komponentų sklaidos tyrimų preciziškumas yra svarbus optinių komponentų
kokybės charakterizavimui. Remiantis šviesos sklaidos matavimais galima nusakyti energinius
nuostolius, patiriamus naudojant tuos optinius komponentus, taip pat galima nuspėti, kuriuose
taškuose optinis elementas gali būti greičiau pažeistas.
Darbo tikslas
Pašalinti visuminės integruotos sklaidos matavimų sistemos trūkumus: mažą sistemos jautrį
ir didelį netikslumą.
4
Darbo užduotys:
Sumažinti aplinkinės šviesos ir dulkių įtaką matavimui, užtikrinti tikslų ir automatizuotą
sistemos veikimą, pritaikyti matavimų sistemą 532 nm ir 355 nm bangos ilgiams ir ištirti optinių
stiklų borosilikato (BK7) ir lydyto kvarco (FS) paviršiaus šiurkštumą.
Įgyvendinant darbo tikslą ir atliekant užduotis, buvo sukonstruota sandari kamera, kuri
sumažino aplinkinės šviesos įtaką matavimui, pritaikyta trijų pakopų oro valymo filtrų sistema, kuri
valo matavimo sistemą nuo dulkių. Taip pat buvo tobulinama eksperimento automatizavimo įranga,
stengiamasi padaryti ją lankstesnę, įvairiapusiškiems visuminės integruotos sklaidos matavimams:
fono, etalono sklaidos matavimams, viso bandinio ir atskirų jo paviršiaus vietų sklaidos
matavimams.
BK7 ir FS stiklų paviršių šiurkštumui įvertinti buvo išmatuota jų paviršių sklaida 532 nm ir
355 nm bangos ilgiais.
5
1. Optinių komponentų sklaidos teorijos Šviesos sklaidą optiniuose komponentuose sukelia jų dangose koreliuojantys
mikronelygumai, nusėdusios dalelės, tūriniai defektai ar optinio komponento medžiagos
nehomogeniškumas [2]. Taip pat įvairūs įbrėžimai, po poliravimo likusios žymės ar įtrūkimai,
paviršių užterštumas [3]. Šviesos sklaidos nuo optinio paviršiaus diagrama pavaizduota 1 pav.
Sklaidos teorijai nuo koreliuojančių
paviršiaus nelygumų aprašyti yra naudojamos
skaliarinė ir vektorinė sklaidos teorijos,
kurios susieja išsklaidytos šviesos nuostolius
su optinio paviršiaus šiurkštumu σ.
Paviršius apibūdinamas, kaip
paviršiaus iškilimų ir įdubų periodinis
pasikartojimas. Šis apibūdinimas taikomas
paviršiaus šiurkštumui, banguotumui ir
formos nuokrypiui nuo normos nusakyti. Santykinis dydis Sω/Wz leidžia išskirti paviršiaus pobūdį:
kai 1000≥ Sω/Wz ≥40 – tai banguotumas; kai Sω/Wz>1000 – formos nuokrypis; kai Sω/Wz<40, tai
turime šiurkštumą (čia Sω - nelygumų žingsnis, o Wz – nelygumų aukštis) [5].
Šiurkštumui įvertinti dažniausiai yra naudojamas vidutinis kvadratinis šiurkštumas σRMS:
2
1
1 N
RMS ii
zN
σ=
= ∑ , (1)
čia N – matavimų skaičius, o zi – paviršiaus nuokrypis nuo vidutinio šiurkštumo (2 pav.).
2 pav. Paviršiaus šiurkštumo statistinių parametrų schema [3]
1 pav. Šviesos sklaidos nuo paviršiaus diagrama
6
1.1. Skaliarinė sklaidos teorija
Skaliarinė sklaida aprašoma Kirchhofo (Kirchhoff) difrakcijos teorija. Ši teorija sieja
visuminės sklaidos nuostolius ir optinio elemento paviršiaus šiurkštumą [2]. Jei idealiu atveju
paviršiaus atspindžio koeficientas yra R0, tai realiu atveju esant sklaidos nuostoliams, paviršiaus
atspindžio koeficientas yra mažesnis ir gali būti išreikštas tokia priklausomybe:
2
04πexpsR R σλ
⎡ ⎤⎛ ⎞= −⎢ ⎥⎜ ⎟⎝ ⎠⎢ ⎥⎣ ⎦
, (2)
čia λ - bangos ilgis, σ - paviršiaus šiurkštumas [6].
Dabar galima aprašyti difuziškai išsklaidytą šviesą, kuri nusakoma visumine sklaidos verte
S:
2 2
0 0 0 04π 4πexpsS R R R R Rσ σλ λ
⎡ ⎤⎛ ⎞ ⎛ ⎞= − = − − ≈⎢ ⎥⎜ ⎟ ⎜ ⎟⎝ ⎠ ⎝ ⎠⎢ ⎥⎣ ⎦
. (3)
Žinodami visuminės sklaidos vertę S ir pasinaudoję šia išraiška, galime apskaičiuoti
paviršiaus šiurkštumą:
04π
SR
λσ = . (4)
1.2. Vektorinė sklaidos teorija
Vektorinė sklaidos teorija yra sudėtingesnė už skaliarinę sklaidos teoriją, bet tuo pačiu ir
informatyvesnė, nes aprašo ir sklaidos kampus, ir poliarizacines išsklaidytos šviesos savybes [2]. Ši
sklaidos teorija remiasi pirmos eilės perturbacijų teorija ir efektyviausia, kai σ<<λ. Šviesai krintant
į paviršių kampinė jos sklaida išreiškiama lygtimi:
( )00
ddP Fg k k
P= −
Ω, (5)
čia dP/dΩ yra galia išsklaidyta erdviniame kampe
d sin d dφΩ = Θ Θ ; F – vadinamas optiniu daugikliu;
( )sink cω= Θ ; ( )0 0sink cω= Θ .
Funkcija g(k-k0) aprašo galios spektrinį tankį ir
apibūdina paviršiaus šiurkštumą, o k ir k0 išreiškia kritusios ir
išsklaidytos bangų banginius vektorius. Galios spektrinis
tankis yra autokovariacijos funkcijos ( ) ( ) ( )G r rτ ζ ζ τ= +
Furjė transformacija. Čia |τ| - delsos trukmė, ζ(r) – paviršiaus
0Θ
Θ
φ
3 pav. Sklaidos geometrija
7
aukščio profilis. Kai τ = 0, tai G(0) = σ2. Analizinės autokovariacijos formos funkcijos dažniausiai
naudojamos šviesos sklaidai numatyti ar apskaičiuoti šiurkštumo parametrus tiriant sklaidos
metodais. Eksperimentinius rezultatus labai gerai atspindi eksponentinė ir Gauso funkcijų suma:
( )2
2 2
, ,
exp expl sc l c s
G τ ττ σ στ τ
⎛ ⎞⎛ ⎞ ⎛ ⎞⎜ ⎟⎜ ⎟= − + −⎜ ⎟⎜ ⎟⎜ ⎟ ⎜ ⎟⎝ ⎠⎝ ⎠ ⎝ ⎠. (6)
Atskiros šios lygties dalys nusako ilgos koreliacijos (l) ir trumpos koreliacijos (s)
mikronelygumus, o τc,l ir τc,s yra koreliacijos ilgiai.
Šiuo atveju sklaida randama integruojant (4) lygtį. Izotropiniams paviršių nelygumams
gauname:
2
00
d2π sin ddPS
P
π
⎛ ⎞= Θ Θ⎜ ⎟
Ω⎝ ⎠∫ . (7)
Iš čia galimi du atvejai:
1) kai τc>>λ, tai
24πS σ
λ⎛ ⎞= ⎜ ⎟⎝ ⎠
(8)
2) ir kai τc<<λ, tai
2 2
44
64 π3
cSσ τλ
= (9)
Iš pastarųjų lygčių matome, kad šviesos sklaida stipriai priklauso nuo mikronelygumų
išsklaidytos šviesos bangos ilgio [2].
2. Optiniai komponentai Optinės medžiagos dažnai skirstomos į pralaidžias ultravioletinei, regimajai ir infraraudonai
šviesai. Be šviesos pralaidumo optines medžiagas apibūdina jų atspindžio koeficientas, lūžio
rodiklis. Taip pat svarbios charakteristikos yra terminis plėtimasis, tankis, lūžio rodiklio
priklausomybė nuo temperatūros, lūžio rodiklio nevienalytiškumas, atsparumas cheminėms
medžiagoms, medžiagoje likusių oro burbulų ir inkliuzijų tankis ir taip pat šviesos sklaida, kuri
priklauso nuo optinių medžiagų apdirbimo ir jų poliravimo [6].
2.1. Optiniai stiklai ir jų poliravimas
Optiniai stiklai turbūt labiausiai ir plačiausiai naudojami optiniai komponentai. Jie
naudojami optiniams langams, filtrams, šviesolaidžiams ir kitkam. Taip pat optinis stiklas plačiai
naudojamas kaip padėklas optinėms dangoms garinti. Todėl optiniai stiklai turi būti labai kruopščiai
apdirbami. Po stiklo pagaminimo, jo paviršiuje visada lieka nelygumų, todėl stiklas šlifuojamas, tai
8
atliekama mechaniškai. Po šlifavimo stiklas dar poliruojamas mechaniškai ir chemiškai [7]. Nors
stiklo apdirbimo technologijos yra gerai išvystytos, bet reikalavimai optiniams stiklams taip pat
auga.
Optinį stiklą poliruojant mechaniškai, priklausomai nuo poliravimo laiko ir metodo,
paviršiaus šiurkštumą galima sumažinti iki 100 nm [8].
Cheminio poliravimo metu, optinių paviršių šiurkštumas sumažinamas iki kelių nanometrų
eilės [9]. Matavimo technologijos ir jų matavimo ribos pavaizduotos 4 pav. Horizontalioje ašyje
atidėtas erdvinis bangos ilgis, kuris paprasčiausiu atveju paaiškinamas difrakcinės gardelės
įvaizdžiu: šviesa krintanti į difrakcinę gardelę interferuoja, taip susidaro erdvinis intensyvumo
pasiskirstymas. Pastačius interferavusių spindulių kelyje lęšį, židinio plokštumoje galima stebėti
skirtingus bangos ilgius suskaidytus erdvėje. Šiurkštus paviršius šiuo atveju atitinka daugelį
netvarkingai išsidėsčiusių difrakcinių gardelių, todėl šviesa interferuoja įvairiomis kryptimis ir tokiu
būdu fiksuojamas bangos ilgių pasiskirstymas ne vienoje plokštumoje, o erdvėje.
Optinių komponentų gamyboje labai yra paplitę BK7, FS, UVFS ir kiti stiklai [10].
Borosilikatinis stiklas (BK7) Šis stiklas palyginus yra labai kietas, lengvai nesusibraižo ir
gali būti naudojamas be specialių reikalavimų. Šiais laikais pagaminamame stikle pasitaiko ne daug
inkliuzijų ar oro tarpelių: jie užima 100 cm3 tūrio skerspjūvyje mažiau nei 0,03 mm2. Šio stiklo
paklausą lemia jo pralaidumas nuo 300 nm iki 2,0 µm bangos ilgių.
Lydyto kvarco stiklas (FS) yra labai gryna optinė medžiaga, kuri gali būti plačiai pritaikyta
dėl didelio pralaidumo (nuo vidutinės UV iki artimos IR srities) [10]. Ši medžiaga pasižymi
4 pav. Paviršiaus šiurkštumo matavimas naudojant skirtingas technologijas
(AFM – atominės jėgos mikroskopas) [3]
9
nedideliu terminio plėtimosi koeficientu, taip pat atsparumu įbrėžimams ir dideliems temperatūros
pokyčiams (terminiam šokui). Todėl FS yra svarbi medžiaga didelės energijos lazerių optikoje [11].
UVFS stiklas yra pralaidus tolimoje ultravioleto srityje. Pralaidumo sritis nuo 180 nm iki 2,5
µm. Dar UVFS pasižymi labai žemu fluorescencijos lygiu [10].
2.2. Optinių dangų dengimo technologijos
Sklaidos nuostoliai priklauso ne tik nuo poliravimo kokybės, bet ir nuo optinių dangų
dengimo technologijų.
Elektroninio garinimo technologija (e-beam - electron beam evaporation): naudojantis šia
technologija, dangą sudaranti medžiaga yra garinama ją apšaudant elektronų pluoštu. Išgarinta
medžiaga sublimuojasi ant paruoštų padėklų. Kadangi šio proceso metu išmušamos dalelės neįgyja
didelės energijos, tai užgarintos dangos yra porėtos. Porėtumas priklauso nuo garinamos medžiagos,
padėklo temperatūros, slėgio garinimo kameroje [12]. Tokios dangos yra linkusios prisitraukti iš
aplinkos vandenį, o tai įtakoja medžiagos lūžio rodiklį, nuo kurio priklauso atspindžio koeficientas,
o taip pat ir paviršiaus sklaida.
Jonų asistavimo (IAD - ion-assisted deposition) dangų garinimo metodas: šiame metode
dangos užgarinamos medžiagą apšaudant elektronų pluoštu, bet skirtingai nuo elektroninio
garinimo metodo, čia papildomai užgarinta danga apšaudoma didesnės energijos jonais. Tai lemia
tankesnę dangą ir didesnį lūžio rodiklį. Tokios dangos atsparesnės atmosferos poveikiui. Taip pat
užgarinti sluoksniai yra lygesni, taip sumažinama sklaida dangų skaičiui didėjant [12].
Jonapluoščio dulkinimo technologija (IBS - ion-beam sputtering): šio proceso metu,
medžiaga yra garinama ją apšaudant energingais jonais arba neutraliomis dalelėmis. Atomai ar jų
grupės yra išmušami iš garinamos medžiagos ir jie nusėda ant padėklo paviršiaus su didele energija.
Ši technologija yra viena iš geriausių plonų dangų garinime ir ji pasižymi labai geromis savybėmis:
spektrinis stabilumas, optinis atsparumas pažeidimams, paviršiaus lygumas (maži sklaidos
nuostoliai) [12].
Zolių-gelio metodas (Sol-gel): paruoštas SiO2 gelis yra užlašinamas ant padėklo, po to
padėklas yra greitai sukamas, kad užlašintas gelis tolygiai pasiskirstytų ant jo. Dangos storis yra
reguliuojamas pasirenkant padėklo sukimo greitį, sukimo laiką ir gelio koncentraciją. Šis dangų
dengimo metodas yra palyginti pigus ir paprastas. Zolių-gelių metodu nusodintos dangos yra
porėtos, bet vis tiek pasižymi geromis savybėmis [12].
10
2.3. Optinių komponentų šviesos sklaida
Optiniuose komponentuose, kurie padengti dielektrine danga ar dangomis, sklaidą gali
įtakoti tiek paviršiaus nelygumai, tiek optinio elemento tūryje esantys defektai ir netolygumai. Pagal
tai sklaida yra skirstoma į tūrinę, paviršinę ir mišrią sklaidą [2]. Aukštos kokybės optiniuose
elementuose didžiausią įtaką daro paviršinė sklaida. Matuojant tokių elementų visuminę sklaidą,
tūrinės sklaidos įtakos dažniausiai galime neįskaityti. Matuojant tik paviršinę sklaidą, galime gauti
informaciją apie elemento paviršiaus šiurkštumą. Analizuojant matavimų duomenis geriausiai
pasinaudoti teorija, aprašančia vieno paviršiaus šiurkštumo skaičiavimą, tada paviršiaus sklaida gali
būti apskaičiuota pagal (2) arba (6) formules.
Tūrinę sklaidą galima apskaičiuoti pagal formulę:
( )2 2 2 2
40 0
d 4π cosd cos
vp s v
Pg k
Pγ γ
λΘ ⎡ ⎤= +⎢ ⎥⎣ ⎦Ω Θ
, (10)
Čia gv(k) yra autokovariacijos
funkcijos Henkelio (Hankel) transformacija,
optiniai faktoriai |γp|2 ir |γs|2 nurodo p ir s
poliarizacijos sklaidą.
Matuojant tūrinę sklaidą bandiniai
paruošiami taip, kad būtų išvengta šviesos
sklaidos nuo dielektrinėms dangoms užgarinti
skirto padėklo. O matuojant paviršinę sklaidą
ant jau suformuotų dielektrinių dangų užgarinamas plonas metalo sluoksnis (5 pav.)
2.4. Optinių komponentų valymas ir valymo įtaka sklaidai
Optinių komponentų švarumas yra labai svarbus matuojant šviesos sklaidą, nes nusėdusios
dulkės ar kitokios dalelės ant optinio komponento paviršiaus gali sukelti papildomą sklaidą. Taip
pat neatsargus eksperimentatoriaus elgesys su bandiniu, jo pirštų antspaudai gali pabloginti optinių
komponentų kokybę ir didinti sklaidos nuostolius. Bet kokiu atveju, reikia stengtis išvengti optinio
komponento valymo ir jį valyti tik tada, jei tai tikrai pagerins bandinio kokybę, o ne dar labiau
pablogins [3].
Pirmiausiai, jei yra nusėdusių dulkių ant bandinio paviršiaus, tai reiktų pabandyti jas nupūsti
su oro pompa. Jei tai nepadeda, tai paviršių galima nuvalyti švelniai tempiant valymo servetėlę
sudrėkintą metanoliu arba etanoliu per paviršių. Jei tai vis dar nepadeda, tai galima servetėlę
sulankstyti ir ją sudrėkinus švelniai patrinti bandinį [3].
5 pav. Optinių komponentų šviesos sklaida
11
Jei optinis komponentas valomas, tai jo sklaida visada bus didesnė, nei švaraus dar nevalyto
bandinio (6 pav.). Šią sklaidą gali sukelti valymo skysčio „įsigėrimas“ į bandinį (tai ypač aktualu
porėtoms dangoms), taip pat tempiamos sunkios dalelės nuo paviršiaus gali subraižyti paviršių
(esant minkštoms dangoms). Taip pat svarbu pasirinkti valymo skystį, kad jis nenutirpdytų valomo
paviršiaus [3].
2.5. Paviršiaus šiurkštumo įvertinimas
Pasinaudojus (4) lygtimi yra įvertinamas tik vieno konkretaus paviršiaus taško šiurkštumas.
Bendras paviršiaus šiurkštumas yra įvertinamas apskaičiavus viso paviršiaus šiurkštumo vidutinį
nuokrypį:
1
1 R
i AViN
δ σ σ=
= −∑ , (11)
Čia σi yra i –tojo taško šiurkštumas, o σAV – vidurkis visų taškų šiurkštumo, o N – taškų
skaičius.
Profilio šiurkštumui įvertinti ne visi paviršiaus taškai yra tinkami. Taškai, kuriuose sklaida
buvo labai didelė ir ją įtakojo paviršiaus nešvarumai ar atsitiktiniai įbrėžimai, negali būti įtraukiami
į bendrą paviršiaus šiurkštumo įvertinimą. Vienas iš blogų taškų atrinkimo metodų yra siūlomas J.
M. Bennett knygoje [3]. Apskaičiavus paviršiaus šiurkštumą siūloma pašalinti visus taškus, kurių
standartinis nuokrypis yra keturis kartus didesnis už vidutinį paviršiaus šiurkštumą. Pašalinus
blogus taškus, paviršiaus vidutinis kvadratinis šiurkštumas perskaičiuojamas be tų taškų.
6 pav. Opinio komponento valymo įtaka visuminei integruotai sklaidai [3]
12
3. Sklaidos matavimas
3.1. Kampinės sklaidos matavimas
Paprastai kampinės sklaidos matavimui naudojamas goniometras, prie kurio pritvirtintas
detektorius sukamas apie nejudamai įtvirtintą bandinį, kuris apšviečiamas lazerio spinduliuote.
Detektoriumi matuojama kampu išbarstyta šviesa, galimas kampų matavimo diapazonas nuo 20º iki
60º [13].
Vienas iš naujausių kampinės sklaidos matavimų sukonstruotas Marselyje esančioje
laboratorijoje (Prancūzija)1. Ten vietoj judančio detektoriaus naudojama įtvirtinta CCD kamera, o
šviesos šaltinis įgalinamas judėti. CCD kameros panaudojimas leidžia paspartinti kampinės sklaidos
matavimą, o dėl kameros didelio jautrumo yra pagerinamas sklaidos matavimo tikslumas.
Matavimo schema pavaizduota 7 pav.
Naudojamas šviesos šaltinis yra siaurajuostis puslaidininkinis diodas, kurio galia 15 mW,
centrinis bangos ilgis 840 nm, o spektrinis diapazonas Δλ = 50 nm [14].
Šviesa į bandinį nukreipiama šviesolaidžiais. Kad būtų apšviestas visas bandinys yra
naudojamas dviejų dalių telecentrinė objektyvų sistema. Kad apšvietimo sistemai sukantis būtų
išvengta apšviesto ploto kitimo, tarp telecentrinių objektyvų patalpinta stačiakampė diafragma su
kintamais parametrais.
1 Institut Fresnel, Université Paul Cézanne, Domaine Universitaire de Saint-Jérôme, Marseille, France.
7 pav. Kampinės sklaidos matavimo naudojant CCD kamerą principine schema [12]
13
Šitokia matavimo schema leidžia išplėsti kampų matavimo galimybes iki 85º. Taip pat
naudojantis tokia matavimo sistema galima išmatuoti viso bandinio paviršiaus sklaidą, priešingai
nei naudojantis įprastine kampinės sklaidos matavimo schema.
3.2. Visuminės integruotos sklaidos matavimas
Visuminės integruotos sklaidos matavimų įrangą sudaro šviesos šaltinis (dažniausiai
lazeris), ateniuatorius, skirtas šviesos šaltinio galiai sumažinti, erdvinis filtras, pluošto diametrui
kontroliuoti, įtaisas išsklaidytos šviesos surinkimui (Ulbrichto (Ulbricht) sfera, Koblenco
(Coblentz) pussferė) ir detektorius [3]. Atitinkami elektroniniai prietaisai atlieka matavimą,
duomenų apdorojimo įrenginiai suskaičiuoja sklaidos nuostolius ir paviršiaus šiurkštumą.
Visuminė integruota sklaida susideda iš bandinio tūrinės sklaidos, nuo bandinio atspindėtos
sklaidos ir sklaidos, kuri atsiranda šviesos pluoštui praėjus bandinį. Priklausomai nuo bandinio
įtvirtinimo vietos, naudodamiesi integruojančia sfera galime išmatuoti sklaidą, nuo bandinio
atspindėtos šviesos ir nuo praėjusios šviesos. Pirmu atveju bandinys statomas už Ulbrichto sferos,
antru atveju – priešais sferą. Visuminė integruota sklaida nuo didelio atspindžio (R > 99 %)
veidrodžio išreiškiama (2) formule, o ją atitinkantis paviršiaus šiurkštumas (3) lygtimi. Išsklaidytos
šviesos kiekis priklauso nuo bangos ilgio, sklaida mažėja didėjant bangos ilgiui. Visuminė
integruota sklaida dažniausiai matuojama regimojoje spektro srityje.
Prieš atliekant visuminės sklaidos matavimą įrangą būtina sukalibruoti. Sistemos
kalibravimui naudojami žinomos sklaidos etalonai. Tokių etalonų sklaida yra artima 100%.
Lyginant visuminę integruotą sklaidą su kampine sklaida, visuminės integruotos sklaidos
metodas yra paprastesnis. Nors kampinės sklaidos metodas buvo patobulintas, bet tuo metodu vis
dar sunku surinkti išsklaidytą šviesą visais įmanomais kampais.
3.3. Optinių komponentų sklaidos matavimų ISO standartas
ISO (the International Organization for Standardization) – tai tarptautinė organizacija,
kurianti standartus.
Optinių komponentų visuminės integruotos sklaidos matavimų standartas yra ISO 13696
[4]. Šiame standarte yra apibūdintas šviesos sklaidos matavimas. Todėl toliau bus aptarti
pagrindiniai šio standarto reikalavimai visuminės integruotos sklaidos matavimams.
Standarte išskiriamos keturios matavimo įrangos funkcionavimo grupės: pirma svarbi
matavimui įrangos grupė yra šviesos šaltinis ir pluošto parengimo matavimui sistema; antra grupė
išskiria sklaidos integravimo įrenginį, trečia – išsklaidytos ir suintegruotos šviesos užregistravimas;
ketvirtoje grupėje išskiriamas bandinio įtvirtinimas ir papildomi reikalavimai.
14
Dėl pluošto labai gerų charakteristikų (koherentiškumo, monochromatiškumo, mažos lazerio
pluošto skėsties, didelio galios tankio) lazeris yra tinkamiausias šviesos šaltinis sklaidos
matavimams. Laikinas lazerio spinduliuotės galios kitimas turi būti nuolat stebimas ir
registruojamas. Tai galima atlikti pluošto dalikliu, atskeliat nedidelę dalį spinduliuotės ir
nukreipiant ją į detektorių. Būtinas sistemos kalibravimas žinomu etalonu.
Pluošto paruošimo sistema susideda iš erdvinio filtro ir papildomų apertūrų, jei tai yra
reikalinga. Pluošto diametras bandinio plokštumoje turi būti didesnis nei 0,4 mm. Pluošto profilis
ant bandinio paviršiaus turi būti vienalytis (t. y. pluošto profilis negali turėti lokalių galios tankio
verčių). Sklaidos matavimams atlikti rekomenduojama naudoti Gauso pluoštus (TEM00 skersinė
moda).
Integruojanti sfera (Ulbrichto sfera) turi būti su pluošto įvedimo ir išvedimo angomis, taip
pat turi būti išėjimas atsispindėjusiai šviesai nuo bandinio. Vidinis paviršius turi būti padengtas
didelio atspindžio difuzine danga. Pluošto įėjimo ir išėjimo angos turi būti bent 5 kartus didesnės
nei pluošto diametras. Sferoje turi būti išėjimas pritaikytas detektoriui. Į detektorių negali patekti
tiesioginė spinduliuotė, detektoriaus jautrus paviršius turi būti pridengtas nuo šviesos šaltinio įėjimo
ir išėjimo angų. Pertvaros taip pat turi būti padengtos didelio atspindžio difuzine danga. Erdviniams
nevienalytiškumams išlyginti prie detektoriaus turi būti pritvirtintas papildomas difuzinis
elementas. Difuziškai išsklaidomos šviesos bangų ilgių diapazonas priklauso nuo medžiagos, kuria
padengta sfera. Medžiagos ir jų sklaidomos šviesos bangos ilgiai yra pateiktos 1 lentelėje.
1 lentelė. Sferos dangų medžiaga ir jos išsklaidomos šviesos sritis Medžiaga Spektrinė sritis, nm
Bario sulfatas 350 - 1400 Magnio oksidas 250 - 8000 Politetrafluoretilenas 200 - 2500 Aukso danga (matinė) 700 - 20000
Sfera gali surinkti išsklaidytą šviesą minimaliame kampų diapazone nuo 2º iki 85º.
Jei sklaidos matavimai atliekami srityje, kur bangos ilgis λ<250 nm, tai Ulbrichto sferą
reikia pakeisti Koblenco pussfere.
Integruotos sklaidos registravimui turi būti naudojamas detektorius, kuris jautrus sklaidomai
šviesai. Detektorius turi įsitvirtinti į sferą, jautrus detektoriaus paviršius turi būti optimizuotas, kad
nekliudytų šviesos integravimui. Detektorius turi būti susinchronizuotas su šviesos šaltinio
spinduliavimu.
Bandinio laikiklis turi būti negadinantis bandinio ir lengvai pastatomas prie sferos taip, kad
išsklaidyta šviesa patektų į sferą. Skenuojant visą paviršių, laikiklis turi įsitvirtinti į pozicionavimo
sistemą.
15
Kad sistemos jautrumas būtų didesnis, integruojanti sfera turi būti pakankamai toli nuo
paskutinio atspindinčio optinio komponento, taip pat turi būti vengiama pašalinės šviesos bei Mi ir
Reilėjaus (Rayleigh) sklaidos [4].
3.4. Atominės jėgos mikroskopas
Paviršiaus kokybės charakterizavimui plačiai yra naudojamas atominės jėgos mikroskopas
(AFM). Šiuo mikroskopu yra ištiriamas tik labai mažas paviršiaus plotas (100×100 μm) [3], bet jis
labai gerai parodo paviršiaus detales.
Atominės jėgos mikroskopas skenuoja bandinį su plonu zondu, kuris liečia bandinį. Zondą
sudaro ant lankstaus paviršiaus pritvirtinta adata, kurios smaigalį sudaro pavieniai atomai. Kad būtų
palaikoma vienoda sąveika tarp zondo ir paviršiaus, yra sudaromas grįžtamasis ryšys. Sąveikos jėga
tarp paviršiaus ir adatos yra proporcinga lankstaus paviršiaus atsilenkimui, kuris stebimas lazeriu.
Lazerio šviesa atsispindėjusi nuo lankstaus paviršiaus patenka į fotodiodą, kuris padalintas į dvi
dalis, ir tada registruojamas skirtuminis signalas tarp tų dviejų dalių [15]. AFM horizontalioji
skiriamoji geba yra iki kelių nanometrų [16].
4. Švarus kambarys, švaraus kambario reikalavimai Švarus kambarys – tai patalpa, kurioje yra palaikoma aukšto lygio švara: išfiltruojamos ore
esančios dulkės, mikrobai, aerozolių dalelės ar cheminių medžiagų garai. Švariame kambaryje
pastoviai yra stebimas užterštumo lygis, ir jam padidėjus patalpos oras filtruojamas. Užterštumas
nusakomas dalelių skaičiumi kubiniame metre [17]. Pagal šį dydį yra nusakomos švaraus kambario
klasės, kurios yra standartizuotos: ISO 14644 standartas. Švaraus kambario reikalavimai pagal šį
standartą yra nurodytas 2 lentelėje [18].
2 lentelė. Švaraus kambario klasės Klasė maksimalus dalelių kiekis/m³
≥0.1 µm ≥0.2 µm ≥0.3 µm ≥0.5 µm ≥1 µm ≥5 µm ISO 1 10 2 ISO 2 100 24 10 4 ISO 3 1000 237 102 35 8 ISO 4 10000 2370 1020 352 83 ISO 5 100000 23700 10200 3520 832 29 ISO 6 1000000 237000 102000 35200 8320 293 ISO 7 352000 83200 2930 ISO 8 3520000 832000 29300 ISO 9 35200000 8320000 293000
Užterštumo šaltiniai gali būti pačios patalpos konstrukcinės medžiagos, baldai, ventiliacinės
konstrukcijos; žmogaus odos atplaišos, plaukai, kosmetika, seilės, rūbų pluošteliai; patalpos valymo
16
priemonių šluotų, pašluosčių pluošteliai, valiklių garai, įvairių patalpoje esančių skysčių garai,
bakterijos ir kitos. [17]
HEPA (High efficiency Particulate Air Filter) filtrai – šie filtrai labai svarbūs užterštumo
kontrolei. Su jais galima filtruoti daleles iki 0,3 μm dydžio, o valymo efektyvumas siekia 99,97%.
Dideli reikalavimai taikomi švarių kambarių valymui. Taip pat ten dirbantiems žmonėms.
Net žmogaus vaikščiojimas švariame kambaryje turi įtakos švaros palaikymui [17].
17
5. Eksperimentas Optinių komponentų (BK7 ir FS stiklų) paviršiaus šiurkštumui įvertinti, atlikti visuminės
integruotos sklaidos matavimai. Matavimą sudaro sklaidos etalono, fono ir optinio komponento
sklaidos matavimas. Šie matavimai atlikti naudojant 532 nm ir 355 nm bangos ilgius. Toliau bus
pateikta informacija apie matavimo įrangą ir visuminės integruotos sklaidos matavimą minėtais
bangos ilgiais.
Prieš atliekant optinių komponentų sklaidos nuostolių matavimą, buvo sukonstruota nauja
matavimų kamera, atliekamas jos oro valymas sukonstruotais filtrais, atliktas filtrų efektyvumo
įvertinimas, taip pat eksperimentas automatizuotas, po to atliktas matavimo sistemos patikrinimas,
matuojant bandinių sklaidos nuostolius, kurie buvo tiri kampinės sklaidos metodais jau pasaulyje
pripažinta matavimų sistema.
Toliau bus plačiau aptartos atliktos užduotys ir optinių komponentų paviršiaus šiurkštumo
įvertinimo rezultatai.
5.1. Matavimų įranga
Matavimų įrangą sudaro:
1. “Ekspla” firmos lazeris NL 202; lazerio spinduliuojamas bangos ilgis ir impulso energija: 1064
nm - ≥ 2 mJ. Naudojant antros harmonikos generatorių ir antros harmonikos atskyriklį galima
gauti 532 nm bangos ilgio impulsus su energija ≥ 0,9 mJ; ir naudojant trečios harmonikos
generatorių su trečios harmonikos atskyrikliu galima gauti 355 nm bangos ilgio impulsus su
energija ≥ 0,6 mJ. Lazerio impulsų dažnis – 1 kHz; pluošto profilis: TEM00; pluošto diametras ~
0,8 mm; impulso trukmė: ≤ 9 ns.
2. Japonų firmos Hamamatsu fotodaugintuvas (modelis H5784-20); spektrinė sritis: 300 – 900 nm;
maitinimo įtampa: 12 V; maksimalus išėjimo signalas esant 10 kΩ apkrovos varžai yra +10 V;
fotokatodo diametras 8 mm; jautriausias 630 nm bangos ilgiui; triukšmų lygis: 2 mV;
stabilizavimosi trukmė – 2 s.
3. Integruojanti Ulbrichto sfera.
4. Sklaidos etalonas WS-1: gamintojas: „Ocean optics“; matmenys: korpuso skersmuo 38 mm,
storis 10 mm, svoris 30 g; spektrinė sritis 250-2000 nm; korpusas pagamintas iš anoduoto
aliuminio; sklaidos koeficientas >98% (400-1500 nm), >95% (250-2000 nm); maksimali
temperatūra 280° C.
5. Kompiuteris.
6. Motorizuotas transliacinis staliukas (8MT173) gamintojas „Standa“.
18
5.2. Visuminės integruotos sklaidos matavimas antra harmonika
Matavimų įrangos principinė schema pavaizduota 8 pav.
Antra harmonika pirmiausiai buvo pasirinkta todėl, kad ją lengva stebėti ir užregistruoti.
Taip pat naudojant šį bangos ilgį (532 nm) matavimo sistemos testavimui lengva pastebėti, kurią
sistemos dalį reikia tobulinti, nes netinkamai pasirinkus kai kuriuos sistemos komponentus, ar
netinkamai pravedus lazerio spindulį pro diafragmas stebima šviesos sklaida žymiai padidėja, tai
padeda greičiau nustatyti sklaidą sukeliančius objektus.
Atliekant matavimus šiuo bangos ilgiu išmatuotas fono sklaidos signalas etalono atžvilgiu
buvo (4,5±0,5)⋅10-6, o lazerio pluošto diametras ant bandinio buvo (0,43±0,01) mm.
5.3. Visuminės integruotos sklaidos matavimas trečia harmonika.
Naudojant trečiąją harmoniką visuminės integruotos sklaidos matavimui principinė schema
beveik nepakito, bet matuojant sklaidos etalono signalą buvo papildomai naudojamasi dviem
pluošto dalikliais, lazerio energijai sumažinti. Išmatuotas fono sklaidos signalas, lyginant su etalono
signalu, buvo (9,6±0,9)⋅10-6, o lazerio pluošto diametras ant bandinio buvo (0,45±0,01) mm.
8 pav. Visuminės integruotos sklaidos tyrimų Lazerinių tyrimų centre principinė schema
19
5.4. Sklaidos matavimų įrangos rengimas ir sistemos valymas
Optinių komponentų visuminės integruotos sklaidos įranga Lazerių tyrimų centre buvo
pradėta kurti jau prieš kelerius metus. Bet norint pagerinti sistemos jautrį, tikslumą ir patikimumą
šią įrangą teko perkonstruoti.
Visų pirma tyrimai buvo atliekami nesandarioje kameroje, kurioje buvo neišvengiamas
dulkių patekimas į sistemą, kurios blogino matavimo kokybę, sukeldamos Mi sklaidą. Taip pat į
sistemą patekdavo aplinkinė šviesa, kuri padidindavo matuojamą signalą ir sumažindavo sistemos
jautrį.
Šioms problemoms išspręsti buvo sukonstruota visiškai nauja sandari kamera (9 pav.),
kurioje atliekami matavimai. Ši kamera užsidaro visiškai sandariai, nepageidaujami tarpai ir
sujungimai buvo užklijuoti silikonu.
Tokia kameros konstrukcija sumažina pašalinės iš aplinkos ateinančios šviesos įtaką, nes
kameroje įrengti tik trys maži langeliai: vienas lazerio pluošto įvedimui ir du išvedimui (praėjusiai
ir atsispindėjusiai šviesai). Langeliai įmontuoti Briusterio (Brewster) kampu, kad visa spinduliuotės
energija patektų į sistemą.
Taip pat išvengiama matavimo metu nepageidaujamų dulkių patekimo į sistemą. O kameroje
likusios dulkės buvo valomos leidžiant į ją ir Ulbrichto sferą argono dujas, kurios turėjo išstumti
nešvarų orą iš kameros ir integruojančios sferos. Kameroje buvo sukuriamas viršslėgis.
9 pav. Visuminės integruotos sklaidos matavimui sukonstruota kamera
20
Testuojant įrangą buvo pastebėta, kad, valant kamerą argono dujomis, vis dar lieka dulkių,
kurios įtakoja matavimo kokybę (didesnės dulkės praskriedamos lazerio treką sukelia sklaidą, kuri
užregistruojama fotodaugintuvu.
Kameros oro valymui buvo pagaminti trijų pakopų oro valymo filtrai (10 pav.). Pirma filtrų
pakopa yra priešfitriai prieš aukštesnės pakopos filtrus ir išvalo dideles daleles, kurios yra didesnės
nei 10 μm. Antros pakopos filtras yra priešfiltris prieš aukščiausios pakopos filtrą ir jis išvalo
daleles nuo 1 μm iki 10 μm. Trečias ir paskutinis filtras yra aukščiausios klasės HEPA 14 filtras,
kuris išvalo 99,995% dalelių, kurių matmenys yra nuo 0,3 μm.
Šie filtrai buvo primontuoti prie sklaidos matavimų kameros taip, kad švarus išfiltruotas oras
ateinantis iš filtrų patektų į kamerą ir stumtų iš jos nešvarų orą, kuris toliau filtruojamas. Kameroje
oras valomas uždaru ratu.
Prijungus filtrus buvo išmatuotas dalelių skaičius esantis laboratorijoje ir dalelių skaičius
liekantis kameroje po filtravimo. Ore esančių dalelių skaičiui matuoti buvo naudojamas dalelių
skaitiklis Handilaz® Mini. Kameroje dalelių skaičius buvo matuojamas praėjus 20 minučių nuo jos
oro valymo pradžios. Matavimo rezultatai pateikti 3 lentelėje:
10 pav. Trijų pakopų oro valymo filtrai: 1 – filtrai stambioms dalelėms sugaudyti (>10 μm), 2 – filtrai smulkioms dalelėms sugaudyti (nuo 1 iki 10 μm), 3 – H14 filtrai (99,995%<n, dalelių dydis nuo 0,3 μm), 4 – anga nešvaraus oro įtraukimui iš kameros, 5 – filtrų valdymo blokas, 6 – švaraus oro įpūtimas į kamerą.
21
3 lentelė. Dulkių esančių laboratorijoje ir išvalytoje kameroje santykis Dalelių dydis (μm) 0,3 0,5 5,0
Matavimo vienetai Matavimo vieta
Likusių dalelių vidurkis (dal/m3)
Laboratorijoje 4,81·107 7,77·106 4,15·104 Kameroje 1,67·105 4,36·104 0,00
Dalelių santykis % 0,3 0,6 0,0
Prieš tai buvusi kamera atitiko ISO 8 klasę, o naujai sukonstruota ir išvalyta kamera atitinka
ISO 6 klasę. ISO standartas sklaidos nuostolių matavimui, priklausomai nuo sklaidos nuostolių,
reikalauja geresnės nei 7, 6 arba 5 švarumo klasės. Kameros išvalymas pagerino fono ir etalono
signalų santykį 10 kartų ir įgalino patikimai tirti paviršius, kurių šiurkštumas yra kelių nanometrų
eilės.
Be dalelių skaičiau likusio išvalytoje sistemoje, taip pat buvo išmatuotas dalelių skaičius
kitimas laike, kameroje veikiant filtrams pusę valandos ir skaičiuojant daleles kas 1 min. Duomenys
pateikti 11 pav.
Iš šio paveikslo matosi, kad per pirmas tris minutes nuo filtrų įjungimo dalelių skaičius
kameroje žymiai sumažėjo, o tolesniais laiko momentais dalelių skaičius likęs joje svyravo, bet
didesnio pokyčio nebedarė. Vadinasi oro filtravimo sistema veikia efektyviai ir greitai.
0 4 8 12 16 20 24 28 32103
104
105
106
107
108
dt (min)
N, dal/m3
0.3 μm 0.5 μm
11 pav. Dalelių skaičiaus kitimas laike, veikiant filtrams
22
5.5. Matavimo automatizavimas
Visuminės integruotos sklaidos matavimo automatizavimui buvo parašyta nauja programa.
Programa buvo parašyta „LabView“ programine įranga, o matavimo prietaisai prijungti prie
kompiuterio pasinaudojus jungčių bloku BNC 2110 (National Instruments). Rašant programą, dalis
programos buvo parsisiųsta iš koordinačių staliukų gamintojų („Standa“)2 ir pritaikyta sklaidos
sistemos matavimų programai. Kadangi koordinačių staliukų programa užima didžiąją dalį
programos ir gamintojų buvo kuriama anglų kalba, tai tolesnės programos kūrimas taip pat buvo
atliekamas anglų kalba. Taip pat rašant programą buvo panaudota jau prieš tai suprogramuota
matavimų matrica.
Matavimų programa turi 4 skirtingos paskirties langus, kuriuose sudarytas eksperimento
matavimas ir valdymas.
Pirmas programos langas skirtas atskiriems matavimams atlikti (12 pav.). Čia galime
pasirinkti matavimų skaičių ((steps) ir (measurements per step)). Kad rezultatai būtų tikslesni,
atliekame pasirinktą skaičių matavimų, apskaičiuojame jų vidurkį, tada atliekame dar tiek pat
matavimų, apskaičiuojame vėl jų vidurkį ir t.t. Galutinę matavimų kreivę sudaro pasirinktas
matavimų skaičius (steps) sudarytas iš visų atliktų matavimų vidurkių (suvidurkinus measurements
per step). Taip pat galima pasirinkti ar norime matavimą išsaugoti (write), jei norime galime įvesti
matavimo pavadinimą (file name), o išsaugomas failas bus įrašomas sukurtame faile pagal
saugojimo datą.
Vienu metu yra užregistruojami ir stebimi du signalai. Vienas yra fotodaugintuvo signalas
(photomultiplier signal), ateinantis iš integruojančios sferos, o kitu signalu yra stebimas lazerio
spinduliuotės energijos fliuktuacijos (laser fluctuations). Stebimas signalas matuojamas voltais.
2 http://www.standa.lt/products/catalog/motorised_positioners?item=175
23
13 pav. Koordinačių staliukų valdymo langas
12 pav. Matavimų langas
24
Antrąja programos dalimi yra valdomi motorizuoti koordinačių staliukai (13 pav.). Kaip jau
buvo minėta, koordinačių staliukų valdymo programos pagrindas jau buvo parašytas gamintojų.
Kad ši programa atitiktų matavimo poreikius, teko ją pakoreguoti. Programa buvo skirta valdyti tik
vieną koordinačių staliuką, dabar ji įgalinta valdyti du staliukus, kurie gali judėti x ir z kryptimis.
Tai leidžia pastumti bandinį norima kryptimi neatidarant kameros. Su šia programa galima lengvai
nustatyti koordinačių staliukus į nulinę (jų kraštinę) padėtį (reset), taip pat galima pasirinkti jų
žingsnio dydį ((step 1) ir (step 2)), judėjimo greitį (speed) ir užduoti koordinatę, kurią koordinačių
staliukai turi pasiekti ir sustoti (destination position). Jei staliukai pasiekia kraštinę savo judėjimo
galimybių padėtį, tada jie sustoja, o apie jų kraštinę padėtį informuoja užsidegantys indikatoriai
programos lange (limit switch). Taip pat galima stebėti koordinačių staliukus valdančią įtampą
(voltage) ir maitinimo bloko temperatūrą (temperature). Koordinačių x ir z staliukai yra valdomi
atskirai.
Trečiame programos lange (14 pav.) yra nustatomi matuojamo bandinio matmenys (mirror
diameter), taip pat nustatomas matavimo atstumas iki bandinio krašto (range to edge), įrašomas
skenuojančio bandinio paviršių lazerio pluošto diametras (beam diameter). Programa pagal
užduotus parametrus nupiešia matavimo planą (baltas apskritimo formos paveikslėlis) ir
apskaičiuoja galimų matavimo paviršiaus taškų skaičių. Naujos matricos nupiešimui, pakeitus
matavimo parametrus, skirtas mygtukas keisti matricą ir tyrinėjimo duomenis (change matrix and
data of tester). Taškų skaičius sunumeruotas iš eilės ir galima pasirinkti, nuo kurio iki kurio taško
norime atlikti matavimus ((the firs coordinate) ir (the last coordinate)). Pakeitimai daromi tik
paspaudus mygtuką (set to go from the first to the last coordinate). Laukeliuose X koordinatė (X
coordinate), Y koordinatė (Y coordinate) ir esama koordinatė (current coordinate) galime stebėti
koordinačių staliukų padėtį ant bandinio ir taško numerį, kurį atitinka esama koordinatė. Nors
matrica jau buvo suprogramuota ir nupiešta, jos kiekvieno apskritimo koordinatę reikėjo susieti su
koordinačių staliukų judėjimu ir pritaikyti realaus bandinio paviršiui matuoti. Dabar programa
leidžia po matavimo ir jau duomenų apdorojimo pasirinkti norimas koordinates iš matavimo
duomenų ir koordinačių staliukų pagalba su pakankamu tikslumu (koordinatė ± 0.156 µm –
koordinačių staliuko minimalus žingsnis) pastumti bandinį į pasirinktą tašką.
Matavimo duomenys yra išsaugomi faile, sukurtame pagal matavimo datą, o duomenys
įrašomi tekstinio dokumento formatu su pasirinktu pavadinimu (file name). Be informacijos apie
matavimą (pateiktos ketvirtame lange 15 pav.) į duomenų failą galima įrašyti papildomos
informacijos apie matavimą, matavimo komentarus ar pastabas (extra information).
25
15 pav. Duomenų, apie matavimą, įvedimo langas
14 pav. Bandinio matavimo langas
26
Ketvirtas ir paskutinis matavimų langas neatlieka jokių matavimo funkcijų. Jame tik
įvedama informacija apie eksperimentą: naudojamo lazerio parametrus, apie naudojamą detektorių,
matavimų vietą ir laiką (15 pav.). Šie duomenys išsaugomos atliekant matavimą duomenų faile.
5.6. Sklaidos matavimų įrangos testavimas
Naudojant jau perkonstruotą visuminės integruotos sklaidos matavimų sistemą, buvo atliktas
sistemos testavimas. Sistemos testavimui atlikti buvo matuojama visuminė integruota sklaida
bandinių, kurių analogai buvo tirti Marselyje esančioje laboratorijoje (Prancūzija)3 kampinės
sklaidos metodu, o duomenys perskaičiuoti į visuminę integruotą sklaidą pasinaudojus lygtimi:
π2
0
2 π π2 π sin d180 180 sS P⋅ Θ ⋅⎛ ⎞ ⎛ ⎞= ⋅ ⋅ ⋅ Θ⎜ ⎟ ⎜ ⎟
⎝ ⎠ ⎝ ⎠∫ , (12)
čia PS yra kampinė sklaida prie Θ kampo.
Matavimo rezultatai pateikti 16 pav.
3 Institut Fresnel, Université Paul Cézanne, Domaine Universitaire de Saint-Jérôme, Marseille, France.
KU1
Zr e-be
am
SiO2 e
beam
Zr IAD
SiO2 I
AD
Nb IAD
Zr IBS
SiO2 I
BS
Nb IBS
ZrSi 25
NbSi 2
5Zr 5
0
NbSi 5
0
ZrSi 75
Nb 75
1E-5
1E-4
1E-3
0,01
Skla
idos
nuo
stol
iai
Bandinys
Vidurkis Standartinis nuokrypis Maksimali vert Mediana Minimali vert Matuoti Pranczijoje
λ=532 nm Matuota Prancuzijoje λ=632 nm
16 pav. Sklaidos nuostolių matuotų visuminės integruotos sklaidos sistema Vilniaus universitete Lazerinių tyrimų centre palyginimas su sklaidos nuostoliais matuotais Prancūzijoje analogiškų bandinių
27
Tiriant šiuos bandinius Lazerinių tyrimų centre sukonstruota sistema, šių bandinių analogų
sklaidos nuostoliai, išmatuoti Prancūzijoje, dar nebuvo žinomi. Matavimo tikslumui įtakos turėjo
fono sukeliama sklaida, kurios dydis buvo (4,5±0,5)⋅10-6, lyginant su sklaidos etalonu, o triukšmo ir
signalo santykis sudarė 0,04.
Prancūzijoje bandiniai buvo tirti naudojant 632 nm bangos ilgį. Todėl matuojant analogiškus
bandinius su 532 nm bangos ilgiu pagal (2) lygtį, sklaida turėtų būti 1,4 kartus didesnė, nei matuota
Prancūzijoje. Taip pat prieš matavimą kai kuriuos bandinius teko valyti, tai taip pat turėjo padidinti
sklaidą. Bet analizuojant matavimo rezultatus buvo pastebėta, kad kai kuriems bandiniams sklaidos
nuostoliai išmatuoti Prancūzijoje yra didesni už sklaidos nuostolius stebėtus Lazerinių tyrimų centre
sukonstruota sistema. Sklaidos nuostolių tirtų kampinės sklaidos metodu ir visuminės integruotos
sklaidos metodu santykis kinta nuo 0,2 iki 4,41. Skaičiuojant šiuos sklaidos nuostolių santykius
(kampinės sklaidos metodo, matuota Prancūzijoje, ir visuminės integruotos sklaidos metodu,
matuota Lietuvoje) buvo atsižvelgiama į minimalias sklaidos vertes (16 paveiksle pažymėta geltona
spalva ir rausvai raudona spalva atitinkamai). Tokius skirtumus galima dalinai paaiškinti tuo, kad
šie bandiniai yra analogiški, o ne tie patys, kurie buvo tirti Prancūzijoje. Atsižvelgus į šį faktą,
galima daryti išvadą, kad matavimo, atlikto sukonstruota visuminės integruotos sklaidos matavimų
sistema, rezultatai koreliuoja su matavimo, atlikto Prancūzijoje, rezultatais.
5.7. BK7 ir FS stiklų paviršiaus šiurkštumo tyrimas
Įsitikinus, kad sistema matuoja teisingai, buvo ištirti dar keturi bandiniai. Du bandiniai
pagaminti iš BK7 stiklo ir paimti iš tos pačios gamybos partijos. Ir kiti du bandiniai buvo pagaminti
iš FS stiklo, taip pat iš tos pačios gamybos partijos. Šie bandiniai buvo pasirinkti dėl šių stiklų
populiarumo optinių komponentų gamyboje.
Santykinis sklaidos intensyvumas įvertintas naudojantis etalonu, kuris išsklaido 98%
šviesos. Sklaidos nuostolių matavimams atlikti buvo naudojamos λ = 532 nm ir λ = 355 nm bangos
ilgio spinduliuotės. Bandiniai buvo statomi už Ulbrichto sferos, o lazerio pluoštas per tam tikras
diafragmas buvo nukreiptas į juos (matuojama atgalinė sklaida). Atsispindėjusi šviesa ir bandinį
praėjusi šviesa buvo nukreipta į optines gaudykles, kuriose šviesa buvo sugeriama. O bandinio
išsklaidyta šviesa buvo surinkta ir integruojama Ulbrichto sferoje ir jos intensyvumas
registruojamas fotodaugintuvu. Matavimas buvo valdomas jau aptarta programine įranga.
Kad būtų išvengta fotodaugintuvo įsisotinimo, matuojant etaloninio bandinio sklaidą antra
harmonika, lazerio energija buvo sumažinta 6,7⋅106 kartus ir 4,3⋅106 karto, matuojant trečia
harmonika, o bandinių matavimui, energija vėl buvo padidinta tiek, kad fotodaugintuvas nepasiektų
soties. Šių energijų vertės matuotos 6 % tikslumu.
28
Išmatavus visuminę integruotą sklaidą, buvo apskaičiuoti paviršių šiurkštumai. Rezultatai,
atitinkamai pagal bangos ilgį, pateikti 17 ir 18 paveiksluose. Šiuose paveiksluose pateikta paviršiaus
šiurkštumo statistika, apskaičiuota pašalinus blogus taškus, pagal teorijoje aprašytą metodą (25 mm
diametro bandinyje buvo išmatuota 690 vienas šalia kito esančių taškų).
Iš paveikslų galime pastebėti, kad bet kuriuo atveju BK7 stiklo paviršiaus šiurkštumas yra
didesnis nei nuo FS stiklo, tai ypač išryškėja stebint minimalias šiurkštumo vertes.
Įvertinus matavimo tikslumą, apskaičiavau matavimo paklaidas ir paviršiaus šiurkštumo
matavimo tikslumas λ = 532 nm bangos ilgiui yra Δσ523 = 0,02 nm, o λ = 355 nm - Δσ355 = 0,07
nm. Šioms paklaidoms įtakos turėjo fono sklaida, kurią sukėlė Reilėjaus sklaida. Be fono įtakos,
kuri antrai harmonikai buvo (4,5±0,5)⋅10-6, o trečiai harmonikai buvo (9,6±0,9)⋅10-6, matavimo
tikslumą įtakojo triukšmo ir signalo santykis bandinio matavimo metu. Atitinkamai 532 nm ir 355
nm bangos ilgiams šis santykis buvo 0,04 ir 0,1. Senoji sistema leido tirti sklaidą tik nuo daugelio
sluoksnių veidrodžių, kurių šiurkštumas didesnis nei 5 nm ir matavimo tikslumas siekė 50 % [20].
BK7 No1 BK7 No2 FS No1 FS No20,1
1
10λ=532 nm
σ RM
S, nm
Sample
Vidurkis Standartinis nuokrypis Minimali vert Mediana Maksimali vert
17 pav. BK7 ir FS stiklų paviršiaus šiurkštumas, kai λ = 532 nm
BK7 No1 BK7 No2 FS No1 FS No20,1
1
10
σ RM
S, nm
Bandinys
Vidurkis Standartinis nuokrypis Minimali vert Mediana Maksimali vert λ=355 nm
18 pav. BK7 ir FS stiklų paviršiaus šiurkštumas, kai λ = 355 nm
29
Iš 19 ir 20 paveikslų galime stebėti, kad maksimalios paviršiaus šiurkštumo vertės labiau
stebimos bandinio kraštuose ar atskiruose taškuose, tai galėjo įtakoti blogesnis bandinio krašto
apdirbimas, ant bandinio patekusios dulkės arba pirštų žymės, likusios po neapdairaus bandinio
tvirtinimo laikiklyje. Analizuojant paviršiaus šiurkštumą, kai λ = 355 nm, kraštuose paviršiaus
šiurkštumo padidėjimas nestebimas. Tam turėjo įtakos matuojamo bandinio ploto sumažinimas,
padidinant atstumą iki krašto, taip pat matuojant su trečia harmonika, bandinius teko valyti.
3 6 9 12 15 18 21 243
6
9
12
15
18
21
24
Y, m
m
X, mm
0.650.800.991.221.511.862.292.833.494.315.32
σRMS, nmBK7 No1
λ=532 nm
3 6 9 12 15 18 21 243
6
9
12
15
18
21
24σRMS, nm
Y, m
mX, mm
0.650.800.991.221.511.862.292.833.494.315.32
BK7 No2
3 6 9 12 15 18 21 243
6
9
12
15
18
21
24σRMS, nm
Y, m
m
X, mm
0.650.800.991.221.511.862.292.833.494.315.32
FS No1
3 6 9 12 15 18 21 243
6
9
12
15
18
21
24σRMS, nm
Y, m
m
X, mm
0.650.800.991.221.511.862.292.833.494.315.32
FS No2
19 pav. BK7 ir FS stiklų paviršiaus sklaidos nuostolių žemėlapiai, kai λ = 532 nm
30
Šie matavimai buvo atlikti su „LabView“ programinės įrangos aplinkoje parašyta programa,
matavimų duomenys išsaugoti tekstiniu failu, po to apdoroti naudojantis duomenų analizės ir
skaičiavimo paketu „OriginLab“.
Du bandiniai (BK7 No1 ir FS No3) buvo apžiūrėti atominės jėgos mikroskopu. Buvo
stebimi įvairūs paviršiaus nelygumai, po poliravimo likusios žymės (21 pav. ir 22 pav.).
3 6 9 12 15 18 21 243
6
9
12
15
18
21
24σRMS, nm
Y, m
m
X, mm
0,100,160,260,430,701,141,863,034,938,0213,05
BK7 No2
3 6 9 12 15 18 21 243
6
9
12
15
18
21
24σRMS, nm
Y, m
m
X, mm
0,100,160,260,430,701,141,863,034,938,0213,05
BK7 No2
3 6 9 12 15 18 21 243
6
9
12
15
18
21
24σRMS, nm
Y, m
m
X, mm
0,100,160,260,430,701,141,863,034,938,0213,05
FS No1
4 6 8 10 12 14 16 18 20 224
6
8
10
12
14
16
18
20
22
Y, m
m
X, mm
0,100,160,260,430,701,141,863,034,938,0213,05
σRMS, nmFS No 3
λ=355 nm
20 pav. BK7 ir FS stiklų paviršiaus šiurkštumo žemėlapiai, kai λ = 355 nm
31
Iš atominės jėgos mikroskopu gautų vaizdų apskaičiuotas paviršiaus šiurkštumas. Vidutinis
paviršiaus šiurkštumas, tirtas AFM ir apskaičiuotas iš įvairių bandinio vietų, yra palygintas su
paviršiaus šiurkštumu, tirtu visuminės integruotos sklaidos metodu, 4 lentelėje.
Bandinys TIS (nm) AFM (nm) Santykis tarp TIS ir AFM BK7 No1 1,8 ± 0,2 1,2 ± 0,2 1,5 FS No3 1,0 ± 0,2 0,72 ± 0,02 1,4
Šie santykiai palyginti nėra labai dideli. Skirtingoje literatūroje šis santykis nurodomas
įvairiai: nuo 1,1 iki 2,5 [21], [19].
22 pav. FS No3 stiklo paviršiaus vaizdai, užregistruot skirtingose bandinio vietose atominės jėgos mikroskopu
21 pav. BK7 No1 stiklo paviršiaus vaizdai, užregistruot skirtingose bandinio vietose atominės jėgos mikroskopu
32
Pagrindiniai rezultatai ir išvados 1. Buvo perkonstruota visuminės integruotos sklaidos matavimų kamera, sukonstruoti ir pajungti 3
pakopų oro valymo filtrai. Po kameros valymo joje nebelieka dalelių didesnių nei 5 μm, dalelių
didesnių nei 0,5 ir 0,3 μm atitinkamai lieka 0,6 % ir 0,3 %. Tai leido sumažinti fono sklaidą iki
(4,5±0,5)⋅10-6 antrai harmonikai ir iki (9,6±0,9)⋅10-6 trečiai harmonikai sklaidos etalono
atžvilgiu.
2. Parašyta nauja visuminės integruotos sklaidos matavimams atlikti programa, kuri leidžia
įvairiapusiškai išmatuoti sklaidos nuostolius. Programa registruoja fotodaugintuvo signalą, kuris
matuoja integruojančioje sferoje susidariusį foną, ir registruoja lazerio impulsų energiją. Taip
pat programa valdo X ir Z ašių pozicionavimo staliukus.
3. Testuojant visuminės integruotos sklaidos matavimų stotį, buvo atliktas net 15 bandinių, kurių
analogai buvo tirti Marselyje (Prancūzija)4 esančioje laboratorijoje, sklaidos nuostolių
matavimas. Matavimų rezultatai gauti Lazerinių tyrimų centre (Lietuvoje) palyginti su
matavimų rezultatais gautais Prancūzijoje. Gauta svarbi išvada, kad sklaidos nuostolių
matavimo rezultatai tarpusavyje koreliuoja. Tai leidžia manyti, kad matavimų sistema veikia
patikimai.
4. Naudojantis sukonstruota sklaidos matavimų sistema, ištirti BK7 ir FS stiklai dviem bangos
ilgiais. Tai leidžia charakterizuoti šių bandinių sklaidos nuostolius šiems bangos ilgiams. Iš šių
sklaidos verčių buvo apskaičiuotas vidutinis kvadratinis šiurkštumas. Du bandiniai (BK7 No1 ir
FS No3) buvo tirti atominės jėgos mikroskopu ir iš paviršiaus matavimo duomenų taip pat buvo
apskaičiuoti vidutiniai kvadratiniai šiurkštumai. Paviršiaus šiurkštumo vertės išmatuotos dviem
skirtingais metodais (visuminės integruotos sklaidos ir AFM) skyrėsi 1,5 ir 1,4 karto atitinkamai
BK7 ir FS stiklui. Šie santykiai atitinka pasaulyje gaunamus šių matavimo metodų santykius.
4 Institut Fresnel, Université Paul Cézanne, Domaine Universitaire de Saint-Jérôme, Marseille, France.
33
Darbo aprobavimas
1. Lina Žitkutė „Design and Test of Total Integrated Scattering Apparatus for optical
components”, International Conference for students “Open readings 2010”, Vilnius,
Lithuania on 24th – 27th of March, 2010.
2. Taip pat darbas priimtas konferencijoje, kuri vyks Jungtinėse Amerikos Valstijose rugsėjo
mėnesį: A. Melninkaitis, J. Mirauskas, M. Jeskevic, L. Žitkutė, V. Sirutkaitis, X. Fu, B.
Mangote, M. Zerrad, L. Gallais, M. Commandré, T. Tolenis, S. Kičas, and R. Drazdys,
“Complex study of zirconia-silica and niobia-silica composite coatings produced by ion
beam sputtering”, in SPIE LASER DAMAGE 2010, USA, 2010
3. Šiuo metu dar yra ruošiamas straipsnis žurnalui „Journal of Physics D: Applied Physics“,
kuriame bus panaudoti šiame darbe aptarti sklaidos matavimo rezultatai.
34
ĮRANGOS OPTINIŲ KOMPONENTŲ VISUMINĖS INTEGRUOTOS SKLAIDOS TYRIMAMS
KONSTRAVIMAS IR IŠBANDYMAS
Lina Žitkutė
Santrauka
Paviršiaus šiurkštumas riboja optinių elementų kokybę. Sklaidos teorija aprašo sąryšius tarp
paviršiaus šiurkštumo ir sklaidos nuostolių. Vilniaus universitete Lazerių tyrimų centre buvo
sukonstruota visuminės integruotos sklaidos matavimų įranga, remiantis tarptautiniu ISO 13696
standartu.
Sukonstruota sklaidos matavimo sistema turėjo trūkumų (mažą jautrį, didelį netikslumą),
kuriuos buvo stengiamasi pašalinti arba ženkliai sumažinti.
Sklaidos matavimų sistemos trūkumams pašalinti buvo perkonstruota visuminės integruotos
sklaidos matavimų kamera, sukonstruoti ir pajungti 3 pakopų oro valymo filtrai. Po kameros
valymo joje nebeliko dalelių didesnių nei 5 μm, dalelių didesnių nei 0,5 ir 0,3 μm atitinkamai liko
0,6 % ir 0,3 %. Tai leido sumažinti fono sklaidą iki (4,5±0,5)⋅10-6 antrai harmonikai ir iki
(9,6±0,9)⋅10-6 trečiai harmonikai sklaidos etalono atžvilgiu.
Sklaidos nuostolių matavimo sistema buvo pritaikyta matavimams 532 nm ir 355 nm bangos
ilgiais. Sistemos patikrinimui buvo tirti bandiniai, kurių analogai buvo tirti Marselyje esančioje
laboratorijoje (Prancūzija). Matavimo rezultatai palyginti ir padaryta svarbi išvada, kad matavimo,
atlikto sukonstruota visuminės integruotos sklaidos matavimų sistema, rezultatai koreliuoja su
matavimo, atlikto Prancūzijoje, rezultatais.
Įsitikinus, kad sistema matuoja teisingai, buvo ištirti dar keturi bandiniai. Du bandiniai
pagaminti iš BK7 stiklo ir paimti iš tos pačios gamybos partijos. Ir kiti du bandiniai buvo pagaminti
iš FS stiklo, taip pat iš tos pačios gamybos partijos.
Išmatavus šių stiklų sklaidos nuostolius buvo apskaičiuoti paviršiaus vidutiniai kvadratiniai
šiurkštumai. Taip pat du bandiniai buvo tirti atominės jėgos mikroskopu. Vidutinis kvadratinis
šiurkštumas BK7 stiklui, išmatavus visuminės integruotos sklaidos metodu, buvo (1,80 ± 0,07) nm,
o AFM metodu gautas (1,2 ± 0,2) nm. FS stiklui vidutinis kvadratinis šiurkštumas buvo (1,0 ± 0,2)
nm (TIS metodas) ir naudojant AFM metodą vidutinis kvadratinis šiurkštumas buvo (0,72 ± 0,02)
nm.
35
DESIGNING AND TESTING OF EQUIPMENT OF OPTICAL COMPONENTS FOR TOTAL
INTEGRATED SCATTERING
Lina Žitkutė
Summary
Surface roughness, contaminations, micro scratches, fractures, various defects and
fluctuations of the density in the bulk of optical component reduce quality of the components and
increase scattering from them. Measurement of light scattering gives opportunity to explore quality
of surface faster than other techniques and it allows testing larger surfaces. A standard procedure
according ISO standard 13696 based on total integrated scattering (TIS) has been developed for this
purpose for the characterization of the laser components.
The apparatus for TIS measurement was designed and tested. It was based on 1 kHz
repetition rate Q-switched laser and capable to perform measurements at 532 and 355 nm
wavelengths.
To achieve better sensitivity of measurement, air cleaning system was mounted to the
apparatus chamber. ISO clean class 6 was achieved in the chamber.
System was calibrated using diffuse reflectance standard with known Lambertian scattering
characteristics.
In order to measure scattering losses of the whole sample, it was placed on the two-axis
translation stage. The sensitivity of the facility was determined by measurements of unloaded
sphere. For 532 nm beam the sensitivity was about 4.5 ppm and for 355 nm beam it was about 9.6
ppm. This scattering was caused by Rayleight scattering in air and by scattering on small (<1 μm)
particles.
BK7 and FS (fused silica) glasses were tested with this system and the surface roughness
was calculated. Root mean square roughness of BK7 glass was (1.80 ± 0.07) nm for measurement
with TIS and (1.2 ± 0.2) nm for measurement with AFM (atomic force microscope). The level of
root mean square roughness of FS was (1.0 ± 0.2) nm (for TIS) and (0.72 ± 0.02) nm (for AFM).
36
Literatūra [1] J. C. Stover, Optical Scattering: Measurement and Analysis, S P I E-International Society
for Optical Engineering, Bellingham, Washinkton, USA, 1995. [2] R. E. Hummel and K. H. Guenther, Thin films for optical coatings, CRC Press, Florida,
USA, 1995. [3] J. M. Bennett and P. Z. Takacs, Appl. Opt. 32 (1993) 3333. [4] I. O. f. Standardization, International Standard ISO 13696, Optics and optical instruments -
Test methods for radiation scattered by optical components, Geneva, Switzerland, 2002. [5] V. Vekteris, A. Kasparaitis, S. Kaušinis, and R. Kanapėnas, Matavimų teorija ir praktika,
Žiburio leidykla, Vilnius, 2000. [6] W. T. Welford, Useful Optics, University of Chicago Press, Chicago, 1991. [7] H. Bach and N. Neuroth, The properties of optical glass, Springer, Berlin [u.a.], 1998. [8] N. P. Mellott, S. L. Brantley, J. P. Hamilton, and C. G. Pantano, Evaluation of surface
preparation methods for glass, Wiley, Chichester, ROYAUME-UNI, 2001. [9] B. E. Gillman and S. D. Jacobs, Appl. Opt. 37 (1998) 3498. [10] http://www.eksmaoptics.com/en/p/optical-materials-used-for-optical-components-
458?t=descriptions. (tikrinta 2010 05 26) [11] http://www.sciner.com/Opticsland/FS.htm. (tikrinta 2010 05 26) [12] A. Melninkaitis, Optical resistance of dielectric coating to multi-pulse femtosecond laser
radiation, Doctoral dissertation, Vilnius University, Vilnius, 2009. [13] M. Lequime, M. Zerrad, C. Deumié, and C. Amra, Optics Communications 282 (2009)
1265. [14] M. Zerrad, M. Lequime, C. Deumie, and C. Amra, in Optical Fabrication, Testing, and
Metrology III, Vol. 7102, SPIE, Glasgow, United Kingdom, 2008, p. 710207. [15] http://www.biofotonika.ff.vu.lt/biophotonics/activities/nanotechnologija/szm.htm. (tikrinta
2010 05 26) [16] S. Jakobs, A. Duparré, and H. Truckenbrodt, International Journal of Machine Tools and
Manufacture 38 (1998) 733. [17] http://www.coastwidelabs.com/Technical%20Articles/Cleaning%20the%20Cleanroom.htm.
(tikrinta 2010 05 26) [18] http://www.engineeringtoolbox.com/clean-rooms-iso-d_933.html. (tikrinta 2010 05 26) [19] H. Hou, K. Yi, S. Shang, J. Shao, and Z. Fan, Appl. Opt. 44 (2005) 6163. [20] M. Maciulevičius, Optinių dangų ir lazerinių elementų švesos sklaidos tyrimai plačiame
spektro ruože, Daktaro disertacija, Vilniaus universitetas, Vilnius, 2009. [21] A. Duparré, I. Kozhevnikov, S. Gliech, J. Steinert, and G. Notni, Microelectronic
Engineering 57-58 (2001) 65.
top related