(高清版)GBT 32561.4-2022 紅外光學(xué)硫系玻璃測試方法 第4部分：光吸收系數(shù)

紅外光學(xué)硫系玻璃測試方法第4部分：光吸收系數(shù)Part4:Coefficientofopticalabsorption2022-10-12發(fā)布I本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。本文件是GB/T32561《紅外光學(xué)硫系玻璃測試方法》的第4部分。GB/T32561已經(jīng)發(fā)布了以下——第1部分：均勻性；——第2部分：條紋度；——第3部分：雜質(zhì)；——第4部分：光吸收系數(shù)；——第5部分：應(yīng)力雙折射。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識別專利的責(zé)任。本文件由中國機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會提出。本文件由全國光學(xué)和光子學(xué)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(SAC/TC103)歸口。本文件起草單位：寧波大學(xué)、寧波陽光和譜光電科技有限公司、成都光明光電股份有限公司、湖北新華光信息材料有限公司、中國建筑材料科學(xué)研究總院有限公司、中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所、中國科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所、江蘇曙光光電有限公司、有研國晶輝新材料有限公司、江蘇鐵錨玻璃股份有限公司。Ⅱ紅外光學(xué)硫系玻璃在熱成像、紅外傳感、非線性器件、相變存儲、光伏等領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用。其產(chǎn)品在生產(chǎn)、銷售和使用時(shí)，需要在標(biāo)準(zhǔn)化的測量方法下獲得性能參數(shù)。規(guī)定其各種光學(xué)、電學(xué)參數(shù)的測量方法、保證測試結(jié)果的可比性以及可再現(xiàn)性，對于建立紅外光學(xué)硫系玻璃生產(chǎn)、銷售、使用的最佳秩序，有利于促進(jìn)相關(guān)方的共同效益。GB/T32561規(guī)定了紅外光學(xué)硫系玻璃的各項(xiàng)性能參數(shù)的測量方法，擬由5個(gè)部分構(gòu)成?！?部分：均勻性。目的在于描述外光學(xué)硫系玻璃的內(nèi)部均勻性的測試方法。——第2部分：條紋度。目的在于描述紅外光學(xué)硫系玻璃的內(nèi)部條紋度的測試方法?！?部分：雜質(zhì)。目的在于描述紅外光學(xué)硫系玻璃的內(nèi)部雜質(zhì)的測試方法?！?部分：光吸收系數(shù)。目的在于描述紅外光學(xué)硫系玻璃的光吸收系數(shù)的測試方法。——第5部分：應(yīng)力雙折射。目的在于描述紅外光學(xué)硫系玻璃的應(yīng)力雙折射的測試方法。GB/T32561的5個(gè)部分分別對應(yīng)了紅外光學(xué)硫系玻璃在使用過程中的5個(gè)重要性能參數(shù)的測試方法。本文件是GB/T32561的第4部分，本文件是在前3個(gè)部分均勻性、條紋度、雜質(zhì)等定性測試與表征的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步對硫系玻璃產(chǎn)品的光吸收系數(shù)進(jìn)行定量測試并表征。1紅外光學(xué)硫系玻璃測試方法第4部分：光吸收系數(shù)1范圍本文件描述了紅外光學(xué)硫系玻璃光吸收系數(shù)的測試原理、測試環(huán)境、測試儀器、樣品、測試步驟、數(shù)據(jù)處理、測試不確定度以及測試報(bào)告。本文件適用于紅外光學(xué)硫系玻璃中紅外、近紅外光吸收系數(shù)的測試，其他紅外玻璃、紅外晶體的光吸收系數(shù)測試參照執(zhí)行。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T34184—2017紅外光學(xué)玻璃紅外折射率測試方法偏折角法GB/T36403—2018紅外光學(xué)玻璃紅外透過率測試方法傅里葉變換法3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。T紅外光學(xué)玻璃在紅外波段的透過率。注：用透過樣品前后光強(qiáng)的百分比表征。[來源：GB/T36403—2018,2.1,有修改]n紅外材料在紅外波段的折射率。光吸收系數(shù)absorptioncoefficientα光通過玻璃中每厘米路程的內(nèi)透過率的自然對數(shù)的負(fù)值。4測試原理當(dāng)測試光垂直通過樣品后，除了樣品界面的反射，光強(qiáng)還會因?yàn)闃悠繁旧淼奈斩p。通過測試2樣品的紅外透過率隨波長的變化曲線T,以及樣品的紅外折射率n,來計(jì)算其不同波長下的光吸收5測試環(huán)境除另有規(guī)定，應(yīng)在下列環(huán)境條件下進(jìn)行測試：b)相對濕度：≤70%。6測試儀器6.1傅里葉變換紅外光譜儀光譜分辨率4cm-1,光譜范圍覆蓋2.5μm～12μm。6.2分光光度計(jì)光譜范圍覆蓋0.5μm～2.56.3精密測角儀最小偏向角法測試折射率所需測角儀，測角儀的測角范圍應(yīng)在0°~360°內(nèi)，最小讀數(shù)值應(yīng)≥0.1”,儀器的最大測量誤差為±0.3”,其折射率測試覆蓋光譜在0.5μm～12μm內(nèi)。6.4游標(biāo)卡尺測量范圍為0mm～200mm,測量精度±0.1mm。7樣品樣品制備及加工要求：a)測試硫系玻璃的紅外透過率時(shí)，樣品加工應(yīng)按照GB/T36403—2018第5章規(guī)定的測試樣品；b)使用最小偏折角法測試硫系玻璃折射率時(shí)，樣品加工應(yīng)按照GB/T34184—2017第5章規(guī)定的試樣外觀和精度要求。8測試步驟8.1紅外光學(xué)硫系玻璃厚度測量對齊游標(biāo)和主尺身的零刻度線，使用外測量爪測量玻璃樣品的厚度。8.2紅外光學(xué)硫系玻璃透過率測量按照GB/T36403—2018第7章測試步驟的規(guī)定使用傅里葉變換紅外光譜儀測定紅外硫系玻璃樣品在不同波長處的透過率。8.3紅外光學(xué)硫系玻璃折射率測量按照GB/T34184—2017第7章測試步驟的規(guī)定使用精密測角儀測定紅外硫系玻璃樣品在不同波3GB/T32561.4—2022長處的折射率。9數(shù)據(jù)處理樣品玻璃的反射率R,按照公式(1)計(jì)算：R(λ)={[n(λ)-1]/[n(λ)+1]}2 (1)式中：R(λ)——被測樣品在波長(λ)處的反射率，%;λ——波長，單位為納米(nm);n——被測樣品在波長(λ)處的折射率，%。樣品玻璃的光吸收系數(shù)α,按照公式(2)計(jì)算：式中：α(λ)—-被測樣品在波長(λ)處的光吸收系數(shù)，單位為波數(shù)(cm-l);λ——波長，單位為納米(nm);d——被測樣品厚度，單位為厘米(cm);R——被測樣品在波長(λ)處的反射率，%;T——被測樣品在波長(λ)處的紅外透過率，%。10測試不確定度光吸收系數(shù)的測試準(zhǔn)確度受到折射率的測試誤差與透過率的測試誤差等因素影響，本文件中光吸收系數(shù)的測試不確定度為±10-3cm-1,具體計(jì)算過程按照附錄A。11測試報(bào)告測試報(bào)告應(yīng)包含以下內(nèi)容(見附錄B):a)實(shí)驗(yàn)室名稱；b)測試方法、測試設(shè)備；c)委托單位；d)試樣名稱、試樣規(guī)格；e)環(huán)境溫度、相對濕度；f)測試波長及測試樣品的紅外透過率、折射率、光吸收系數(shù)；g)測試日期、測試單位；h)測試人員、復(fù)核人員、審定人員簽字。4(規(guī)范性)紅外光學(xué)硫系玻璃光吸收系數(shù)測試不確定度計(jì)算方法A.1測量不確定度的表示形式A.1.1紅外透過率測量誤差引入的不確定度用u(T)表示。A.1.2紅外折射率測量誤差引入的不確定度用u。(n)表示。A.1.3厚度測量誤差引入的不確定度用u。(d)表示。A.2測量不確定度分量的計(jì)算方法A.2.1不確定度u(T)的計(jì)算測量不確定度u。(T)主要受分光光度計(jì)透過率示值誤差△T,分光光度計(jì)透過率示值的算數(shù)平均一步計(jì)算確定不確定度u。(T)的值。a)分光光度計(jì)透過率示值誤差計(jì)算分光光度計(jì)的不確定度u。(T),其測量誤差△T按照公式(A.1)計(jì)算得出：式中：△T——分光光度計(jì)透過率示值誤差；T、——標(biāo)準(zhǔn)濾光片的透過率。b)輸入量T的不確定度計(jì)算方法光片，在規(guī)定的波長處以空氣為參比，多次測量其透過率示值，按照公式(A.2)計(jì)算得到算數(shù)式中：下分光光度計(jì)透過率示值的算數(shù)平均值；n——測量次數(shù)；T第i次測量的透過率示值，%。單次實(shí)驗(yàn)測量的標(biāo)準(zhǔn)差S,按照公式(A.3)計(jì)算得到：式中：S——標(biāo)準(zhǔn)差；n——測量次數(shù)；T;——第i次測量的透過率示值，%;5GB/T32561.4—2022在相同條件下連續(xù)測量3次，以3次測量算數(shù)平均值為測量結(jié)果，按照公式(A.4)計(jì)算得到透過率的測量不確定度u。(T)u.(T)=S/√3………………(A.4)式中：u。(T)透過率的測量不確定度；下分光光度計(jì)透過率示值的算數(shù)平均值；S——標(biāo)準(zhǔn)差。c)輸入量T、的不確定度計(jì)算輸入量T、的不確定度計(jì)算應(yīng)根據(jù)定值證書給出的定值，按照公式(A.5)計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)不確定度u。式中：ue(T、)——透過率的測量不確定度；T,——標(biāo)準(zhǔn)濾光片的透過率；a——定值不確定度×標(biāo)準(zhǔn)濾光片的透過率，%;d)靈敏系數(shù)式中：△T——分光光度計(jì)透過率示值誤差；T——分光光度計(jì)透過率示值的算數(shù)平均值。根據(jù)輸入量T、的靈敏系數(shù)，按照公式(A.7)計(jì)算輸入量T、靈敏度cz:式中：c?——輸入量T、靈敏度；△T——輸入量T、的靈敏系數(shù)；T、——標(biāo)準(zhǔn)濾光片的透過率。e)不確定度u。(T)的計(jì)算u(T)=√[c?u.(T)]2+[c?u.(T)]?…………(A.8)式中：u.(T)——紅外透過率測量不確定度；c?——輸入量T、靈敏度；6GB/T32561.4—2022T——分光光度計(jì)透過率示值的算數(shù)平均值；uc(T、)——透過率的測量不確定度；T,——標(biāo)準(zhǔn)濾光片的透過率。對于傅里葉紅外光譜儀的測量不確定度按照GB/T36403—2018第9章測試不確定度進(jìn)行計(jì)算。A.2.2不確定度u(n)的計(jì)算按照GB/T34184—2017附錄C進(jìn)行計(jì)算。A.2.3不確定度u。(d)的計(jì)算測量不確定度u。(d)主要受卡尺的最大允許示值誤差△d,卡尺示值d,樣品玻璃的厚度d,,的測量不確定度影響，下面將從上述三個(gè)參數(shù)的不確定計(jì)算開始，一步一步計(jì)算確定不確定度u。(d)的值。a)卡尺的最大允許示值誤差計(jì)算卡尺的最大允許示值誤差△d按照公式(A.9)計(jì)算得出：△d——卡尺的最大允許示值誤差；d——卡尺示值；d,樣品玻璃的厚度。b)輸入量d的不確定度計(jì)算輸入量d的標(biāo)準(zhǔn)不確定度主要來源于卡尺分度量化誤差的不確定度u(d),按照公式(A.10)計(jì)算：…………(A.10)式中：u(d)——輸入量d的標(biāo)準(zhǔn)不確定度；d——卡尺示值；r——卡尺分度值。c)輸入量d,的不確定度計(jì)算輸入量d,的標(biāo)準(zhǔn)不確定度主要來源于樣品尺寸的不確定度，根據(jù)定值證書給出的定值不確定度，標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(d?)按照公式(A.11)計(jì)算得出：u(d,)=a/k…………(A.11)式中：u(d,)——輸入量d,的標(biāo)準(zhǔn)不確定度；d?——樣品玻璃的厚度；a——樣品尺寸不確定度×最大不確定度；d)靈敏度靈敏度的計(jì)算應(yīng)輸入量d的靈敏系數(shù)c?,按照公式(A.12)計(jì)算得出：……………(A.12)7式中：c?——輸入量d的靈敏系數(shù)；△d——卡尺的最大允許示值誤差；d——卡尺示值。輸入量d,的靈敏系數(shù)cz,按照公式(A.13)計(jì)算得出：式中：c?——輸入量dv,的靈敏系數(shù)；△d——卡尺的最大允許示值誤差；d,——樣品玻璃的厚度。e)不確定度u.(d)的計(jì)算GB/T32561.4—2022輸入量d和d,彼此不相關(guān)，不確定度u。(d)按照下列公式(A.14)計(jì)算得到：u(d)=√[ciu(d)]2+[c?u(dn)]…………(A.14)式中：u.(d)——厚度測量不確定度；d——卡尺示值；c?——輸入量d的靈敏系數(shù)；u(d)——輸入量d的標(biāo)準(zhǔn)不確定度；u(db)——輸入量d,的標(biāo)準(zhǔn)不確定度；d,——樣品玻璃的厚度。A.3合成不確定度合成不確定度u。,按照公式(A.15)計(jì)算得到：式中：ue——合成不確定度；ue(T)——紅外透過率測量不確定度；u.(n)——紅外折射率測量不確定度；u(d)——厚度測量不確定度。A.4擴(kuò)展不確定度擴(kuò)展不確定度U,按照公式(A.16)計(jì)算得到：式中