izpis_h1_title_alt

Goniometrični merilni sistem za celovito optično karakterizacijo hrapavih vzorcev
ID Debevc, Andraž (Author), ID Lipovšek, Benjamin (Mentor) More about this mentor... This link opens in a new window

.pdfPDF - Presentation file, Download (6,15 MB)
MD5: 7779948D44CBB001252966E9111C1973
PID: 20.500.12556/rul/408a4e88-6ba3-4644-b4ec-87602ca5ac5c

Abstract
Na hrapavem spoju dveh snovi z različnimi lomnimi količniki se del vpadajoče svetlobe razprši, del pa ostane usmerjen. Hrapavi spoji so sestavni del številnih optoelektronskih naprav, kjer je zaželeno razprševanje svetlobe. Zato je pomembno, da lahko z različnimi postopki meritev določimo optične lastnosti hrapavih plasti, ki v stiku z neko drugo snovjo tvorijo hrapav spoj. V magistrski nalogi se ukvarjamo z optično karakterizacijo hrapavih vzorcev. Najprej smo opisali osnovne značilnosti hrapavih spojev. Glede na velikost struktur v teksturi jih delimo na nanohrapave in mikrohrapave spoje. Nanoteksturirani svetlobno prepustni prevodni oksidi (TCO) so sestavni del tankoplastnih optoelektronskih naprav, kot so tankoplastne sončne celice, mikrohrapave površine pa se uporabljajo kot različni razpršilni filtri in odbojniki. Predstavili smo statistične parametre, s katerimi lahko opišemo morfologijo naključno teksturiranih nanohrapavih površin. Nato smo opisali dva tipa TCO vzorcev (SnO2:F Asahi U tip vzorec in set ZnO:Al vzorcev), ki smo jih optično karakterizirali. Opisali smo tudi set vzorcev mikrohrapavih razpršilnikov UV svetlobe iz pleksi stekla in jih optično karakterizirali. V nadaljevanju smo definirali parametre, s katerimi opisujemo optične pojave na hrapavih vzorcih in opisali dve merilni metodi za optično karakterizacijo vzorcev: TIS (''Total integrating Scattering'') metodo za meritve odbojnosti, prepustnosti in faktorja razpršitve s spektrometrom ter ARS (''Angular Resolved Scattering'') metodo za določanje AID porazdelitev in ADF funkcij z goniometričnim sistemom. ARS sistem smo nadgradili z integracijsko sfero in večjim detektorjem svetlobe. Nato smo izpeljali izračune, s katerimi lahko iz izmerjenih AID porazdelitev izračunamo tudi odbojnost, prepustnost in oba faktorja razpršitve, pri valovni dolžini laserja s katerim izvajamo meritve. Sistem smo najprej preizkusili na Asahi U tip vzorcu in ugotovili, da se rezultati ARS meritev za prepustnost dobro ujemajo z rezultati TIS meritev. Odstopanja, ki so se pojavila, lahko pripišemo predvsem neizotropnosti vzorca zaradi njegovih končnih dimenzij. Večje napake meritev se pojavijo pri meritvah za odbojnost, kjer so potrebne izboljšave sistema. Pri meritvah ZnO:Al TCO vzorcev so napake pri meritvah prepustnosti malo večje, kar lahko pripišemo predvsem manjšim dimenzijam in poškodbam vzorcev. Zelo dobro pa lahko z ARS sistemom določimo faktor razpršitve za prepustnost. Tako pri ARS, kot pri TIS meritvah vzorcev mikrohrapavih UV razpršilnikov iz pleksi stekla se pojavijo večje napake pri meritvah prepustnosti. Vzorci niso izotropni, zaradi česar se pojavi napaka ARS meritev, zaradi debeline vzorcev pa se pojavi napaka tudi pri TIS meritvah. Meritve faktorja razpršitve za prepustnost so se ujemale bolje. Za izotropne in zlasti debelejše vzorce lahko z ARS meritvami bolje določimo parametre razprševanja kot s TIS meritvami.

Language:Slovenian
Keywords:optična karakterizacija, razprševanje svetlobe, goniometrični merilni sistem, transparentni prevodni oksid
Work type:Master's thesis/paper
Organization:FE - Faculty of Electrical Engineering
Year:2017
PID:20.500.12556/RUL-94877 This link opens in a new window
Publication date in RUL:08.09.2017
Views:2478
Downloads:530
Metadata:XML DC-XML DC-RDF
:
Copy citation
Share:Bookmark and Share

Secondary language

Language:English
Title:Goniometric measurement system for complete optical characterization of textured samples
Abstract:
At a textured interface between two substances with different refractive indexes, a part of the incident light gets scattered, and the rest remains specular. Textured interfaces are an integral part of many optoelectronic devices, where light scattering is desirable. It is therefore important that we can determine optical properties of textured layers, forming textured interfaces with their adjacent layers, with various measuring techniques. In this master's thesis we deal with optical characterization of rough samples. First we describe the basic characteristics of textured interfaces. Depending on the typical feature size within the texture, we can divide them into nano-textured and micro-textured interfaces. Nano-textured transparent conductive oxides (TCO) are an integral part of thin-film optoelectronic devices, such as thin-film solar cells, whereas micro-textured surfaces of many different substances are used as various light diffusers and reflectors. We present statistical parameters to describe the morphology of random nano-textured surfaces. We then describe two types of TCO samples (SnO2:F} Asahi U type sample and a set of ZnO:Al samples), that we have optically characterized. We also describe and optically characterize a set of micro-textured plexiglass UV light diffusers. We then describe scattering parameters that are used to describe light propagation at textured samples. We present two measuring methods that are used to optically characterize samples: TIS (''Total Integrating Scattering'') measurements with spectrometer to determine reflectance, transmittance and haze, and ARS (''Angular Resolved Scattering'') measurements with a goniometric system to determine AID distributions and ADF functions. The ARS system was upgraded with an integrating sphere and a larger photo-detector. We carried out calculations to determine reflectance, transmittance and haze from AID distributions, measured with ARS system, for a wavelength of the laser that was used as a light source. The system was tested on Asahi U type sample. We found out that ARS transmission measurements match well with TIS measurements. The differences can mainly be attributed to the non-isotropicity of the sample due to its final dimensions. Larger errors occur with reflection measurements, therefore some improvements os the system are still required. Slightly higher errors occur with transmittance measurements of ZnO:Al samples. These can be attributed primarily to smaller dimensions and damaged samples. With ARS system we can determine haze for transmission very well. Larger errors occur in both ARS and TIS transmittance measurements of micro-textured UV plexiglas diffusers. Samples are not isotropic, resulting in ARS measurement error, and due to the thickness of the samples, an error occurs also in TIS measurements. The measurements of haze matched better. For isotropic and especially thicker samples, ARS measurements can better determine scattering parameters for transmission than TIS measurements.

Keywords:optical characterization, light scattering, goniometric measurement system, transparent conductive oxide

Similar documents

Similar works from RUL:
Similar works from other Slovenian collections:

Back