Lichtstreuende Oberflächen, Schichten und Schichtsysteme zur ...

3.3.6 Optische Eigenschaften
3.3 Charakterisierung
Die optischen Eigenschaften der Proben wurden standardmäßig mit einem
Spektrometer gemessen. Damit konnten totale und diffuse Transmissions- und
Reflexionsspektren aufgenommen werden. Aus diesen wurde die Absorption und
der sog. Haze 8 bestimmt. Diese Größe entspricht dem Bruchteil des diffus gestreuten
Lichts. Wenige Proben wurden zusätzlich mit Hilfe der photothermischen
Deflexions-Spektroskopie (PDS) vermessen, welche eine genaue Bestimmung
kleiner Absorptionen ermöglicht.
Spektrometer
Für die Messungen kamen sowohl ein LAMBDA 19 als auch ein LAMBDA 950
Spektrometer der Firma Perkin Elmer zum Einsatz. Diese Zweistrahl-Spektrometer
besitzen eine spektrale Bandbreite vom ultravioletten (250 nm) bis in
das nahe Infrarot (2500 nm). Während der Messung wird durch ein optisches
System mit einem Doppelmonochromator ein monochromatischer Lichtstrahl
erzeugt. Die spektrale Auflösung ist besser als 2 nm. Der Strahl trifft auf einen
verspiegelten Chopper, der ihn abwechselnd entlang von zwei Strahlengängen
lenkt. Während der Messstrahl auf die Probe und anschließend in einen Detektor
trifft, durchläuft der Referenzstrahl einen identisch langen Weg bis zum
gleichen Detektor, ohne auf die Probe zu treffen. Die beiden Messsignale werden
miteinander verrechnet, so dass Intensitätsschwankungen der Lampe das
Messsignal nicht überdecken.
Als Lampen kommen eine Deuteriumlampe für das ultraviolette Licht und
eine Wolfram-Halogenlampe für den sichtbaren und NIR-Spektralbereich zum
Einsatz. Ein Wechsel der Lampen erfolgt automatisch am Rand des jeweiligen
Intensitätsbereichs. Ebenso erfolgt bei λ ≈ 860 nm eine Umschaltung zwischen
zwei Detektoren. Dadurch kommen je nach verwendetem Spektrometer unterschiedlich
deutliche Messartefakten in diesem Spektralbereich zustande.
In den Messungen wurde eine Ulbrichtkugel verwendet, an deren Innenfläche
die Detektoren angebracht sind. Die übrige Innenfläche der Ulbrichtkugel ist mit
einem diffus hochreflektivem Material beschichtet. Je nach verwendeter Messkonfiguration
wurden verschiedene Größen gemessen. In Abb. 3.9 sind die Messkonfigurationen
für die totale Reflexion R (a), totale Transmission T (b) und
die diffuse Transmission Td (c) schematisch dargestellt.
• Bei der (totalen) Reflexion R fällt der Messstrahl durch eine kleine Öffnung
in die Kugel und trifft dort vom Inneren der Ulbrichtkugel auf die
Probe, welche eine kleine Öffnung bedeckt. Das von der Probe reflektierte
Licht wird innerhalb der Ulbrichtkugel fortdauernd diffus reflektiert, bis es
schließlich in den Detektor (nicht gezeigt) fällt. Der transmittierte Strahl
wird hinter der Probe absorbiert, so dass er nicht zum Messsignal beiträgt.
• In der Messkonfiguration für die (totale) Transmission T durchdringt der
Messstrahl zunächst die Probe, bevor er in die Ulbrichtkugel gelangt. Sowohl
das diffus transmittierte Licht als auch das direkt transmittierte Licht
8 Haze, engl. Milchigkeit
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