一种测量在线低辐射节能镀膜玻璃辐射率的方法

摘要

本发明涉及一种测量在线低辐射节能镀膜玻璃辐射率的方法，能够实现在线低辐射玻璃辐射率的在线、实时测量。该方法是在获得低辐射镀膜的可见-近红外波段椭圆偏振光谱的基础之上，引入四层膜层结构以及Drude色散方程来回归实测椭偏光谱，最终获得薄膜材料的物理参数，从而通过一个半经验公式计算薄膜的辐射率。本发明仅采用椭偏光学测试手段便可测量薄膜辐射率，对样品无损伤、测量耗时少、测试方法简便、对被测样品表面无特殊要求，十分适合于在线低辐射节能镀膜玻璃的性能在线检测及监控。

主权项

一种测量在线低辐射节能镀膜玻璃辐射率的方法，该低辐射节能镀膜玻璃为SnO₂:F/SiC_xO_y镀膜玻璃，0＜x＜1，1＜y＜4，测量步骤如下：1)利用光度式椭圆偏振光谱仪测量SnO₂:F/SiC_xO_y镀膜玻璃在可见‑近红外波段范围内的椭偏参数，然后针对该镀膜玻璃建立四层膜结构模型：自上而下依次为表面粗糙层/SnO₂:F低辐射层/SiC_xO_y缓冲层/SiC_xO_y扩散层/玻璃基底，结构模型待回归参数为各膜层的厚度，自上而下各膜层厚度依次记为d1,d2,d3,d4，接着对各膜层的光学参数建立色散模型；表面粗糙层的光学参数采用Bruggeman有效介质近似模型描述，如式(1)所示，式中ε₁,ε₂分别为介质1和介质2的介电常数，f为介质1占总物质的体积百分比，针对上述结构模型，介质1对应于SnO₂:F低辐射层，介质2对应于空气，ε_h为这两介质混合后的等效总介电常数，ε_r、ε_i分别为等效总介电常数的实部和虚部，等效总介电常数色散模型待回归参数为f；$0=f\frac{{ϵ}_1-{ϵ}_h}{{ϵ}_1+2{ϵ}_h}+(1-f)\frac{{ϵ}_2-{ϵ}_h}{{ϵ}_2+2{ϵ}_h};{ϵ}_h={ϵ}_r+{\mathrm{iϵ}}_i---\left(1\right)$SnO₂:F低辐射层的光学参数用Drude色散方程描述，如式(2)所示，其中ε_sr和ε_si分别为材料介电常数的实部与虚部，ω为电磁波频率，ε_∞为光频介电常数，ω_P为材料等离子震荡频率，ω_τ为材料电子碰撞频率，均为与材料电学性能相关的参数，方程待回归参数为ω_P和ω_τ；${ϵ}_{sr}\left(\omega \right)={ϵ}_{\infty }-\frac{{\omega }_P^2}{{\omega }^2+{\omega }_{\tau }^2};{ϵ}_{si}\left(\omega \right)=\frac{{\omega }_P^2{\omega }_{\tau }}{\omega ({\omega }^2+{\omega }_{\tau }^2)}---\left(2\right)$SiC_xO_y缓冲层及SiC_xO_y扩散层属于透明绝缘层，其光学参数采用Cauchy色散方程描述，如式(3)，其中n为折射率，k为消光系数，A_c,B_c,C_c为无量纲常数，A_c,B_c,C_c均为待回归的参数：n＝A_c+B_c/λ²+C_c/λ⁴；k＝0   (3)2)基于步骤1)中建立的参数模型，对原始椭偏参数进行迭代回归处理，获得各参数的最优取值，其中，将Drude模型中ω_P及ω_τ的最优取值代入至式(4)，得到低辐射节能镀膜玻璃的辐射率E，公式如式(4)所示$E=0.8{\omega }_{\tau }/{\omega }_P^{1/2}---\left(4\right).$