鍍膜機光學監控系統之設計

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姓名

孫榮余(Rong-Yu Sun) 查詢紙本館藏

畢業系所

光電科學與工程學系

論文名稱

鍍膜機光學監控系統之設計
(Optical monitoring system for optical coater)

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摘要(中)

本論文是利用鹵素燈為光源測量鍍膜厚度，由兩個物像共軛系統所組成，第一個系統由鹵素燈聚焦在鍍膜樣品上，第二個系統是把樣品上的光在光纖成像，由光纖傳至光譜儀進而分析薄膜成效。當中鍍膜機的尺寸是一個重要的考量，也影響了大部分的能量損耗，在樣品上光斑直徑2mm時，能量損耗為90.17％、光斑直徑6.3mm時，能量損耗為55.5％、光斑直徑5.3mm時，能量損耗為40.3％。此光路聚焦在樣品上的光斑大小為直徑2~6 mm，達到以聚焦的方式去截取鍍膜中樣品光學成效的目的。

摘要(英)

In this thesis, we use halogen lamp as light source to measure thickness of film. Our system is constructed two conjugate systems.
In the first system, the light source is focused on sample. In the second
system, imaging light spot which is from sample into the fiber and transporting it to spectrometer to analysis the effect of film.
The size of coator is main point to conern with most of energy
loss. When diameter of spot size is 2mm, energy loss is 90.17％,diameter of spot size is 6.3mm, energy loss is 55.5％ and diameter of spot size is 5.3mm, energy loss is 40.3％ I control the diameter of light spot is 2mm on the sample to capture effect of film.

關鍵字(中)

★ 光學監控

關鍵字(英)

★ Optical monitoring system

論文目次

摘要 I
Abstract II
目錄 III
圖目錄 VII
表目錄 IX
第一章緒論 1
1-1研究動機 1
第二章系統架構與原理 2
2-1 系統架構介紹 2
2-2 目標與規格 3
2-3光纖原理 6
2-4高斯鏡片成像公式 7
2-5 總長、放大率與焦距的關係式 10
2-6 光展量簡化公式 12
第三章光學監控系統光路設計模擬 14
3-1 光學監控系統光路初階設計 14
3-2 聚焦透鏡組1初階設計 15
3-2-1放大率與物高 15
3-2-2物距與像距 15
3-2-3 物NA與像NA 16
3-2-4 焦距設定 17
3-3 聚焦透鏡組2初階設計 18
3-3-1放大率與物高 18
3-3-2物距與像距 18
3-3-3 物NA與像NA 19
3-3-4 焦距設定 20
3-4 光路設計品質標準 21
第四章設計結果與分析 22
4-1 聚焦透鏡組1設計結果 22
4-1-1 聚焦透鏡組1鏡組資料 22
4-1-2 初階設定結果 24
4-1-3 Strehl ratio 設計結果 25
4-2 聚焦透鏡組2設計結果 26
4-2-1 聚焦透鏡組2鏡組資料 26
4-2-2 初階設定結果 30
4-2-3 Strehl ratio 設計結果 31
4-3 光學監控光路設計結果 32
4-3-1 光學監控光路鏡組資料 32
4-3-2 Strehl ratio 設計結果 34
4-3-3 LightTools模擬結果 35
4-4 光學監控光路公差分析 39
4-5 光使用效率探討 41
4-5-1 改變光斑直徑 41
4-5-2 改變聚焦透鏡組1鏡片尺寸 42
4-5-3 改變光纖半徑 43
第五章實驗模擬與架構 44
5-1 聚焦透鏡組1初階設計 45
5-1-1放大率與物高 45
5-1-2物距與像距 45
5-1-3 物NA與像NA 46
5-1-4 焦距設定 47
5-2 聚焦透鏡組2初階設計 48
5-2-1放大率與物高 48
5-2-2物距與像距 48
5-2-3 物NA與像NA 49
5-2-4 焦距設定 50
5-3 光學監控光路設計結果 51
5-4 LightTools模擬與分析 53
5-5 試鍍結果 55
第六章結果討論與未來展望 58
6-1 結果討論 58
6-2 未來展望 58
參考文獻 59

參考文獻

[1] Shih, C. X. (2013). Research of Narrow Band Pass Filters Deposition by Real Time Reflection Coefficient Loci Monitoring.
[2] HO, Meng-Yen. Real Time Reflection Coefficient Loci Monitoring for the Thin Film Deposition. 2012.
[3] 陳信佑彩色影印機鏡頭設計; The optical design of the color photocopier. 2009.
[4] Liao, W. C. (2012). Optical Microscope Lens Design.
[5] 鄭惠玉掃描器之鏡頭設計. 2013.
[6] LightTools,Core Module User’s Guide,Version8.2,Optical Research Associate,2015
[7] Code Ⅴ Reference Manuals,Version10.7,synopsys,2015
[8] http://www.thorlabs.hk/index.cfm

指導教授

李正中、孫文信(Cheng-Chung Lee Wen-Shing Sun)

審核日期

2015-8-20

推文