Многофункциональные спектрофотометры PHOTON RT

PHOTON RT: Многофункциональные двухлучевые сканирующие спектрофотометры

Спектрофотометр PHOTON RT является единственным прибором на рынке, разработанным специально для автоматического измерения пропускания и абсолютного зеркального отражения оптических деталей с покрытиями под углами и с поляризацией.

Коротко о главном:

  • Все измерения выполняются автоматически за минуты, а не часы или дни.
  • Измерения под углами и с учетом различных компонент поляризации выполняются автоматически и без дополнительных приставок
  • Не требуется калибровка базовой линии при смене угла падения излучения или смене режима измерения пропускание/отражение

Конструктивные достоинства:

В спектрофотометре сразу есть полный набор необходимых, протестированных в реальных условиях и уникальных функций, которые позволяют нашим клиентам совершенствовать метрологические процедуры и навыки измерений, а также автоматически выполнять сложные измерения под любым углом падающего излучения. Все измерения производятся за рекордно короткое время.

Результаты измерения автоматически сохраняются в выбранный пользователем формат файла (xls, csv, txt, pdf) и доступны в любое время.

Работа с прибором доставляет настоящее удовольствие!

 

Технические характеристики спектрофотометров PHOTON RT

  Спектрофотометры PHOTON RT. Варианты конфигурации
Спектральный диапазон 185 - 1700 185 - 3500 185 - 5200 380 - 1700 380 - 3500 380 - 5200
СПЕЦИФИКАЦИЯ
Оптическая схема монохроматора Черни-Турнера
Оптика Зеркальная, MgF2
Источники излучения (внутри прибора) Лампа галогенная (1шт.), Лампа калибровочная HgAr (1шт.), Лампа дейтериевая (1шт.), ИК лампа (1шт.).
Опорный канал Есть
Шаг сканирования, нм  0,1 - 100
Скорость сканирования нм/мин 3 000 (при шаге сканирования 5 нм)
Размер светового пятна на образце, нм 5х2 --> 2x2
Шаг поворота предметного столика, º 0,01
Шаг поворота узла фотоприемников, º 0,01
Компенсация смещения луча, мм -60 ... 0 ... +60
Автоматические угловые измерения

Пропускание: 0º - 75 (до 85º со специальным столиком "7085")

Абсолютное зеркальное отражение: 8º - 75º (до 85º со специальным столиком "7085")

Диапазон поворота блока фотоприемников: 300º ... 180º ... 16º

Диапазон поворота предметного столика: -85º ... 0º ... +85º

Спектральный диапазон, нм Предельное спектральное разрешение (измерение в неполяризованном свете) Точность установки длины волны, нм Воспроизводимость волны, нм
185 - 350 нм 0,3 +/-0,12 +/-0,06
350 (380) - 990 нм 0,6 +/-0,24 +/-0,12
990 - 1650 нм 1,2 +/-0,48 +/-0,24
1650 - 2450 нм 1,2 +/-0,48 +/-0,24
2450 - 5200 нм 2,4 +/-0,96 +/-0,48
Рассеянный свет, % (523 нм) ˂0,1
Угол расходимости луча +/-1º
Точность измерения

(VIS)

NIST SRM 930e: +/-0,003 Abs (1Abs)

NIST SRM 1930: +/-0,003 Abs (0.33Abs); +/-0,006 Abs (2Abs)

(MWIR)

NRC NG11 SRM: +/-0,0013 Abs (0,13 Abs); +/-0,0053 Abs (0,49 Abs); +/-0,0011 Abs (0,82 Abs); +/-0,005 Abs (1,0 Abs)

Воспроизводимость измерения

(VIS)

NIST SRM 930e: 0,0004 Abs (1 Abs)

NIST SRM 1930: 0,0001 Abs (0,33 Abs); 0,005 Abs (2 Abs)

(MWIR)

NRC NG11 SRM: +/-0,0003 Abs (0,13 Abs); +/-0,0008 Abs (0,49 Abs); +/-0,0022 Abs (0,82 Abs); +/-0,0034 Abs (1,0 Abs)

Результаты для максимального отклонения 10 последовательных измерений. Время накопления 0,1 с.

Стабильность базовой линии, % в час ˂0,1 (Видимый диапазон. Время прогрева 1 час)
Автоматические поляризационные измерения S, P, (S + P)/2, средняя, установка произвольного соотношения S:P
Встроенные высококонтрастные автоматические поляризаторы, нм 220 - 1700 220 - 3500 220 - 5200 380 - 1700 380 - 3500 380 - 5200
Луч белого света или 550 нм Для точной установки детали по лучу при ярком внешнем освещении
ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ОТСЕК
Крепление "ласточкин хвост" Для установки обычных и автоматических моторизированных столиков
Основной предметный столик 

Для измерения пропускания и отражения плоских образцов

Независимое и синхронное управление движением предметного столика и блока фотоприёмников

Размер образцов

Минимальный 12х10 мм - для измерения под углами падающего излучения 0º - 10º

Минимальный 12х25 мм - для измерения под углами падающего излучения 10º - 75º

Максимальный:

  • до 152,4 мм (6") с закрытой крышкой и основным предметным столиком
  • до 140,0 мм (5 1/2") с закрытой крышкой и Z столиком
Столик для поляризационных кубиков 50х50х50 мм. Две дополнительных оправки 1"х1"х1" и 1/2"х1/2"х1/2" 
Дополнительные автоматические и неавтоматические столики

1. Опора для многопозиционных моторизированных столиков

1.1 Включает диск на 8 позиций для деталей 1"

1.2 Включает диск на 8 позиций для деталей 30 мм

2. XY столик. Автоматическое смещение +/-12,5 мм по двум координатам. Размер детали до 40х44 мм

3. Z столик. Измерение больших деталей с калибровкой базовой линии автоматически в одном цикле

4. Столик "7085" для измерения под углами падающего излучения 70º - 85º. Моторизированный

5. Столик "7085" для измерения под углами падающего излучения 70º - 85º. Не моторизированный

ИНТЕРФЕЙС, ГАБАРИТЫ, ВЕС
Интерфейс USB 2.0, Windows, русский, английский
Форматы сохранения данных res (txt), xls, pdf, csv
Потребляемая мощность, Вт 110
Питание 110 - 220 V (+/-10%), 50 - 60 Гц 
Продувка азотом  
Ширина х Длина х Высота, мм (дюймы) 422 х 656 х 285 (16 3/5" х 25 4/5" х 11 4/5")
Вес, кг (фунты) 50 (110)

Спектрофотометр PHOTON RT соответствует требованиям технических регламентов ТР ТС 004/2011 и ТР ТС 020/2011

Прибор внесен в государственные реестры средств измерений Беларуси и России, сертифицирован по СЕ

 

Стандартный предметный столик. Не моторизованный

Применение:
Измерение пропускания и отражения под углами падения излучения от 0 до 75 градусов
* Входит в базовый комплект поставки прибора

Возможности:
- Для измерения плоских образцов
- Пропускание / Отражение
- Переменные углы падения излучения до 75 градусов

Заказ:
№ 048.010.000 

Стандартный столик для измерения призм. Не моторизованный

Применение:
Измерение пропускания и отражения призм
* Входит в базовый комплект поставки прибора

Возможности:
- Пропускание / Отражение
- Различные углы падения излучения
- Автоматическая компенсация смещения луча в зависимости от показателя преломления, толщины детали, угла падения излучения 

Заказ:
1. База столика: № 048.027.000
2. Вставки:
- 1": № 033.016.108
- 1/2": № 033.016.110
- Вставки для измерения призм других форм и размеров также возможны по запросу 

MP10 TR45 столик. Многопозиционный. Моторизованный

Применение:
Последовательная калибровка базовой линии и измерение образцов равного диаметра

Возможности:
- Пропускание/ Отражение
- Переменные углы падения излучения до 45 градусов

Заказ:
1. База столика: № 048.038.000
2. Многопозиционное колесо:
Метрические
- 25мм х 10 поз: 048.038.032
-12,5мм х 20 поз: 048.038.033
Дюймовые
- 1" х 10 поз: № 048.038.015
- 1/2" х 20 поз: № 048.038.017
- Многопозиционные колеса с другим числом и диаметром позиций также возможны по запросу

XY TR45 столик . Моторизированный

Применение:
Картирование образца для проверки равномерности покрытия

Возможности:
- Диапазон по X: +/- 25.4 мм
- Диапазон по Y: +/-20.0 мм
- Область картирования: 50.8 х 40.0 мм
- Макс размер образца: 134.0 x 91.0 мм
- Пропускание / Отражение
- Переменные углы падения излучения до 45 градусов

Заказ:
№ 048.028.100

XY T10 столик. Моторизированный

Применение:
Картирование образца для проверки равномерности покрытия

Возможности:
- Диапазон по X: +/- 55.0 мм
- Диапазон по Y: +/- 20.0 мм
- Область картирования: 110х40 мм
- Макс размер образца: 180.0 х 91.0 мм
- Пропускание
- Переменные углы падения излучения до 10 градусов

Заказ:
№ 048.028.200

R столик. Моторизированный

Применение:
3D измерение свойств отражения или пропускания при вращении образца вокруг оптической оси и изменению углов и / или направления падения излучения

Возможности:
- Обеспечивает вращение образца вокруг оптической оси в диапазоне 0-360 градусов
- Макс размер образца: Ø70 мм
- Мин размер образца: Ø25 мм
- Пропускание / Отражение
- Переменные углы падения излучения до 60 градусов

Заказ: 
№ 048.034.000

Z столик. Моторизированный

Применение:
Автоматическая калибровка базовой линии и проведение измерения детали без открывания крышки прибора. Особенно удобно при необходимости выдержать прибор и образец в контролируемой атмосфере (например, продувка азотом) и выполнить калибровку и измерение в идентичных условиях

 

Возможности:
- Пропускание / Отражение
- Переменные углы падения излучения до 75 градусов

Заказ:
№ 048.032.000

7085 столик. Не моторизированный

Применение:
Измерение пропускания и отражения под предельными углами падения излучения от 70 до 85 градусов

Возможности:
- Пропускание / Отражение
- Переменные углы падения излучения до 70 - 85 градусов

Заказ:
№ 048.033.000

QW столик. Не моторизированный

Применение:
Измерение пропускания четвертьволновых (фазовых) пластин

Возможности:
- Фазовая пластинка устанавливается и фиксируется с углом разворота 3 градуса по отношению к лучу
- Фазовая пластинка вращается рукояткой вручную на угол +/- 45 градусов
- Диаметр фазовой пластинки: 1” (25,4 мм)
- Высококонтрастный анализатор встроен в столик, юстирован. Чистая апертура 9x9 мм, внешний Ø 20.0 мм, спектральный диапазон 350-2200 нм

Заказ:
№ 048.035.000

Измерения при больших углах падения излучения

Конструкции современных оптических приборов требуют применения оптических покрытий, работающих при больших углах падения излучения.

Типичным примером являются угол 450 или угол Брюстера. Также, все большее распространение получают покрытия, работающие под углами 720. Возможность надежных измерений пропускания и отражения подобных покрытий уже давно реализована в спектрофотометре PHOTON RT.

Несколько наших клиентов недавно обратились к нам с просьбой разработать решение для измерения покрытий при предельных углах падения излучения, например 800 или 850. В этом случае луч проходит очень близко к поверхности подложки, поэтому проекция луча существенно увеличивается. Кроме того, вся энергия излучения должна попадать на измеряемую деталь и достигать фотоприёмника без каких-либо потерь, как в режиме пропускания, так и отражения. Наконец, S и P компоненты поляризации должны быть четко определены, разделены и измерены.

Для решения этой задачи инженеры компании «ЭссентОптикс» разработали отдельный предметный столик «7085» для плавного измерения пропускания и отражения при углах падения излучения от 700 до 850.

На изображениях ниже показан предметный столик «7085» с установленным образцом, а также результаты измерений пропускания и отражения при 80, 700 и 850 для S и P поляризации. Для тестов было использовано широкополосное зеркало с высоким коэффициентом отражения. Результаты подтверждают, что даже при предельных углах падения излучения подобные измерения успешно выполняются с помощью спектрофотометра PHOTON RT.

 

Изменение размера светового пятна на образце

В оптических приборах «стандартных» размеров образцов как таковых не существует, однако чаще всего наши клиенты используют образцы размером 1 дюйм для деталей-свидетелей или образцы диаметром 10 мм и более для применения в конечных изделиях. Тем не менее, существует множество примеров использования оптических деталей меньшего размера, например диаметром 5, 4 и даже 3 мм. Оптические характеристики таких деталей в большинстве случаев измеряются либо с ошибками, либо не измеряются вообще. Поэтому в подобных случаях обычно используются свидетели для оценки характеристик пропускания или отражения. Свидетели размещаются либо в устройстве смены тестовых образцов, либо на арматуре в непосредственной близости от напыляемых деталей. В зависимости от уровня равномерности напыления, достижимого в вакуумной камере, покрытие «рабочей» детали может иметь определенную степень несоответствия с покрытием на контрольном образце.

Мы получили ряд запросов на поиск решения для измерения образцов небольших размеров. Изначально мы предоставили нашим клиентам несколько различных насадок-диафрагм, которые уменьшают размер пятна на образце. Однако их использование связано с дополнительными затратами времени инженера на тщательную юстировку.

Инженеры компании ЭссентОптикс искали решение этой задачи в течение нескольких лет. Итогом работы стала абсолютно новая конструкция моторизованных щелей, которая теперь позволяет одним нажатием кнопки плавно изменять размер светового пятна на измеряемой детали с 6x2 мм до 2x2 мм. Инженер может установить желаемый размер пятна в соответствии с фактическим световым размером образца. Видео ниже демонстрирует процесс изменения размера светового пятна на образце с помощью спектрофотометра PHOTON RT.

Измерение УФ покрытий: получение достоверных результатов

Измерения покрытий в ультрафиолетовой области спектра часто встречаются в оптической промышленности. Сами покрытия находят применение во многих областях:

  • Алюминиевые УФ зеркала: используются в лазерах и в оптических системах иных типов для управления лучом или для его отражения. Такие зеркала обычно работают в диапазоне углов от 0 до 450, с учетом S и Р поляризации. Типичные области применения УФ зеркал – оборудование для УФ отверждения и УФ облучения, системы дезинфекции, медицинские инструменты, оптические фильтры и иные устройства, где требуется выделение ультрафиолетового тепла или излучения.
  • Отражающие УФ покрытия: увеличивают пропускание и усиливают контраст. Они также уменьшают рассеянный свет в устройствах формирования изображений и отражения светоделителей от второй поверхности.
  • УФ светоделители, УФ режекторные фильтры и узкополосные / широкополосные УФ фильтры: разработаны для применений с низким энергопотреблением и используются во многих исследовательских и промышленных установках.

Следующие специфические особенности спектрофотометров метрологического уровня являются необходимыми предпосылками для проведения точных измерений УФ покрытий:

  • Низкий уровень шума/ высокая стабильность базовой линии
  • Низкий уровень собственных шумов прибора
  • Низкий уровень рассеянного света

Сочетание этих факторов существенно повышает качество результатов измерений. Спектрофотометр Photon RT разработан с учетом этих требований.

Photon RT: Низкий уровень шума /высокая стабильность базовой линии (УФ диапазон)

Методика испытаний: 14 последовательных измерений в течение одного часа

Photon RT: уровень собственных шумов прибора (УФ диапазон)

Процедура тестирования: измерение пропускания с полностью закрытым измерительным каналом

Photon RT: Низкий уровень рассеянного света (УФ диапазон)

Процедура испытания: измерение пропускания боросиликатного стекла без пропускания в УФ

Ниже приведены примеры УФ зеркал и УФ просветляющих покрытий, измеренные с помощью спектрофотометра Photon RT. Для всех тестов были использованы стандартные настройки прибора без сглаживаний спектра.

Пример 1: УФ зеркало, оптимизированное на 193 нм

Пример 2: УФ зеркало, оптимизированное на 340 нм. S/P Отражение на 300, 450, 60падения излучения

Пример 3: Просветляющее УФ покрытие, оптимизированное на 203 нм

Измерение светоделительных кубиков при переменных углах падения излучения

Светоделительные кубики – это оптические компоненты, используемые для разделения света на два луча (иногда три луча, например Х-кубики или RGB-кубики) при заданном соотношении пропускания и отражения. Кубик состоит из двух склеенных прямоугольных призм, обычно с многослойным интерференционным покрытием на внутренней гипотенузе, а все остальные четыре грани имеют просветляющее покрытие для уменьшения потерь из-за отражения. Кубики могут быть в оправе или без оправы.

Светоделительные кубики могут быть неполяризующими (дихроичными), поляризационными или делителями интенсивности.

  • Неполяризирующие или дихроичные светоделители предназначены для деления падающего света по длинам волн.
  • Светоделители интенсивности используются, когда падающий свет должен быть по разделен заранее определенному отношению независимо от поляризации излучения.
  • Поляризационные светоделительные кубики предназначены для разделения падающего света на S и Р компоненты поляризации, а не только по лишь по пропусканию и отражению. Качество поляризационного кубика определяется степенью и точностью отклонения луча прошедшего и отраженного поляризованного света, а также степенью констрастности.

Традиционно кубики измеряются под нормальным углом падения к фронтальной грани (или под углом 450 к гипотенузе). Однако в новейших оптоэлектронных приборах используются усовершенствованные конструкции, в которых светоделители могут иногда или специально работать под различными углами падения излучения (устройства дополненной реальности, оптические компьютеры, проекционные системы нового поколения и т. д.)

Практически любые светоделительные кубики могут быть успешно измерены на спектрофотометре PHOTON RT при нормальном или переменных углах падения излучения. Ниже приведены несколько характерных примеров, демонстрирующих возможности спектрофотометра PHOTON RT.

Пример 1

Измерение пропускания и абсолютного зеркального отражения S- и P-поляризаций миниатюрного поляризационного кубика размером всего 5x5 мм при нормальном угле падения излучения, а также отрицательных / положительных углах. Максимальный угол падения излучения, который был достигнут, составил 220.

  

Пример 2

Измерение пропускания S-поляризации и P-поляризации кубика с гранью 1” в диапазоне углов от + 200 до -200 с шагом 10

Пример 3

Измерение S и P поляризации для пропускания и абсолютного отражения X-кубика

Измерения в широком спектральном интервале

Одной из действительно уникальных особенностей спектрофотометра PHOTON RT является возможность проводить измерения в широком спектральном интервале. Самая насыщенная конфигурация нашего прибора позволяет проводить оптические измерения покрытий от 185 нм (УФ) до 5200 нм (ИК).

На протяжении всей истории нашей компании мы регулярно расширяем измерительные возможности наших приборов. С момента выхода на рынок много лет назад нашего первого спектрофотометра PHOTON RT с диапазоном 380-2500 нм мы постоянно ищем технические решения, разрабатываем новые технологии и проводим испытания для обеспечения измерений как ультрафиолетовой области спектра, так и в инфракрасной. Каждая новая веха - это не только новый рубежом для нашей команды, который требует уникальных решений. Это также и еще одна ступенька для движения вперед и вверх.

Многие из наших клиентов считают PHOTON RT самым предпочтительным метрологическим прибором для анализа оптических покрытий, в немалой степени именно из-за уникальных возможностей по широкополосным измерениям.

Ниже показан пример измерения абсолютного зеркального отражения золотого зеркала. Толщина слоя превышает 50 нм. Использовались стандартные настройки продукта. Измерение было проведено за один раз, без перерывов.