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.