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15Jul.2024
膜厚儀
折射率量測儀是什麼？原理、應用領域及6大使用注意事項解析
| 目錄 1.折射率量測儀基本原理解析 2.折射率量測儀怎麼用？6大注意事項一次看 3.折射率量測儀常見應用領域介紹 4.折射率量測儀推薦，為你取得精準高品質數據 |
折射率的數據在許多產業中為相當重要的參數，而若要測量折射率，就需要一臺合適的折射率量測儀。但折射率量測儀如何運作？使用時又該注意哪些關鍵要素？想要了解折射率量測儀的各項細節，就讓本文為你詳細說明，並推薦高品質的折射率量測儀產品給你！
折射率量測儀基本原理解析
折射率（refractive index）或稱屈折率是描述光在不同介質中傳播速度的物理參數。
它定義為光在真空中的速度，與光在該介質中的速度之比。
而折射率量測是測定材料折射率的過程，這在光學設計、材料科學、化學等領域非常重要。
一般來說，折射率量測會有兩種量測對象：
👉 液態
使用阿貝折射儀（Abbe Refractometer），常見於一般化學及材料實驗室中，在測量菱鏡及輔助菱鏡間放入液體後觀察光線的偏折角度。除了折射率以外，也可以量測如：比重、糖度等其他應用方法。但由於大部份是使用單波長雷射光，故僅能得到特定波長下的折射率。
👉 固態
而若已經形成固體（例如：光學膜、電子元件塗層等等），則需使用反射光譜或是橢圓分光光譜等光學膜厚量測設備解析。在量測時，可以同時得到膜厚、折射率（n值）、消光係數（k值）等參數。特別需要注意的是，若是較厚的膜（數μm以上）因為量測膜厚方式改變，無法直接fitting，故若要求得光學膜等固體材料的折射率，需要1μm以下厚度的單層膜。
另外，使用膜厚儀量測出來的n值為一分佈圖，波長範圍與機台使用的光譜儀波長範圍一致。
若為單一數值，一般是指波長550nm或632.8nm下的折射率。
📌 更多資訊請參考：【10分鐘了解光學膜厚】光干涉法量測膜厚原理說明，快速非接觸式顯微分光膜厚計
折射率量測儀怎麼用？6大注意事項一次看
而當使用光學膜厚計（Optical Film Thickness Meter）來量測折射率時，需要注意以下6個關鍵注意事項，才能確保量測的準確性和可靠性。
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校準與設定
在進行任何測量之前，需確保儀器已經過校準，且為使用已知折射率和厚度的標準樣品進行校準，以確保測量結果的準確性。
另外，也需根據待測樣品的特性（如：材料種類、厚度範圍等），選擇合適的測量模式和參數設定。 -
樣品準備
任何表面汙染物都可能影響測量結果，因此樣品表面應該保持乾淨、無塵、無油汙。
此外，若樣品的表面不平整，也會導致光束散射，影響測量準確性，故也需確保樣品表面平整，無明顯凹凸不平。 -
量測環境
環境溫度、濕度變化，以及光線皆可能影響儀器的穩定性和樣品的光學特性，因此在測量時，需保持測量環境的穩定，並可在暗室或遮光的環境中進行測量，以減少外部光線對測量的干擾，提高測量的準確度。 -
量測過程
不同波長的光對折射率測量的靈敏度和精準度可能不同，因此需根據材料的光學特性和測量需求選擇合適的波長範圍。
而對於較大或不均勻的樣品，需進行多點測量並取平均值，以提高測量結果的代表性和準確性。
此外，測量過程中光束的角度控制也非常重要，需確保光束以正確的入射角入射到樣品表面，若有角度誤差，即可能導致測量偏差。 -
數據處理
將測量結果與已知標準或其他測量方法進行比對和驗證，以確保測量結果準確且具一致性。
並對測量數據進行充分的分析，以排除異常數據點，並使用適當的數據處理方法提高測量結果的可靠性。 -
設備維護
使用時，需遵循儀器使用說明和操作規範，避免因操作不當導致測量誤差。
並建議定期對儀器進行保養和檢修，確保儀器處於良好的狀態。
折射率量測儀常見應用領域介紹
折射率是許多產業在設計產品時不可或缺的重要參考數據之一，以下就舉例2個較常見的應用領域，並說明其應用方式。光學產業
| 應用方式 | 詳細說明 |
|---|---|
| 透鏡設計 | 折射率用於計算透鏡的曲率和厚度，以控制光的聚焦和成像性能。高折射率材料可以製造出較薄，但仍具有高光學性能的透鏡 |
| 抗反射塗層 | 選擇適當折射率的塗層材料，可以減少光在透鏡表面的反射，提高透光率，從而提升成像品質 |
顯示器產業
| 應用方式 | 詳細說明 |
|---|---|
| 薄膜晶體管液晶顯示器 （TFT-LCD） |
液晶材料的折射率會影響顯示器的光學性能和反應速度。選擇適當折射率的液晶材料，可提高顯示器的對比度和顯示效果。TFT-LCD中的偏光片和光學膜的折射率設計，能優化光的傳輸和反射，從而提升顯示器的亮度和視角 |
| 有機發光二極體（OLED）顯示器 | OLED顯示器中的發光層材料折射率會影響光的出射效率和顏色純度。而透過精確控制發光層和其他層的折射率，可提高顯示效果和能效 |
| 量子點顯示器 （QLED） |
量子點顯示器利用量子點材料的光學特性來增強色彩表現。而材料的折射率會影響光的散射和發射效率，故若可精確控制量子點材料的折射率，即可提升顯示器的色域和亮度。此外，導光板和擴散片的折射率設計能夠優化光的傳輸和均勻性，從而提升顯示效果 |
折射率量測儀推薦，為你取得精準高品質數據
除了上面提到的使用中各種注意事項之外，量測機台本身的硬體能力也會影響數據品質。在分析取得的量測光譜後進行解析，同時可以得到膜厚、折射率n、消光係數k等重要的光學參數。
👉 顯微分光膜厚計OPTM
而大塚科技的顯微分光膜厚計OPTM，以非接觸非破壞的方式量測反射圖譜，可以得到高品質的折射率等數據。且在薄膜的膜厚量測上有優異的表現，從1奈米薄膜的厚度、到數10微米厚膜量測；具備多層膜堆疊結構、長時間量測穩定性、不受透明基板背反射影響等等，相較於傳統橢圓偏光儀，快速且精準的量測頗為業界推崇！
故若你有採購折射率量測儀的需求，不妨與我們聯繫，讓大塚科技為你提供專業服務！
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