GB∕T 32561.4-2022 红外光学硫系玻璃测试方法 第4部分：光吸收系数.pdf

ICS 81.040.10CCS Q 3 7I#中华人民共和国国家标准GB/T 32561.42022红外光学硫系玻璃测试方法 第4部分:光吸收系数Measuring methods for chalcogenide infrared optical glass-Part 4：Coefficient of optical absorption2022-10-12 发布2023-05-01 实施国家市场监督管理总局老在 国家标准化管理委员会发布GB/T 3 2561.42022If刖 后本文件按照GB/T 1.1-2020标准化工作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则的规定 起草。本文件是GB/T 32561红外光学硫系玻璃测试方法的第4部分。GB/T 32561已经发布了以下 部分：第1部分:均匀性；第2部分:条纹度；第3部分:杂质；第4部分:光吸收系数；第5部分:应力双折射。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本 文件由中国机械工业联合会提出0本文件由全国光学和光子学标准化技术委员会(SAC/TC 103)归口。本文件起草单位:宁波大学、宁波阳光和谱光电科技有限公司、成都光明光电股份有限公司、湖北新 华光信息材料有限公司、中国建筑材料科学研究总院有限公司、中国科学院上海光学精密机械研究所、中国科学院西安光学精密机械研究所、江苏曙光光电有限公司、有研国晶辉新材料有限公司、江苏铁锚 玻璃股份有限公司。本文件主要起草人:戴世勋、宋宝安、沈祥、张培晴、林常规、王训四、于天来、胡向平、祖成奎、张龙、郭海涛、周启飕、魏爱清、石红春、姜守进。GB/T 3 2561.42022引 言红外光学硫系玻璃在热成像、红外传感、非线性器件、相变存储、光伏等领域具有广泛应用。其产品 在生产、销售和使用时，需要在标准化的测量方法下获得性能参数。规定其各种光学、电学参数的测量 方法、保证测试结果的可比性以及可再现性，对于建立红外光学硫系玻璃生产、销售、使用的最佳秩序,有利于促进相关方的共同效益。GB/T 32561规定了红外光学硫系玻璃的各项性能参数的测量方法,拟由5个部分构成。第1部分:均匀性。目的在于描述外光学硫系玻璃的内部均匀性的测试方法.第2部分:条纹度。目的在于描述红外光学硫系玻璃的内部条纹度的测试方法。第3部分:杂质。目的在于描述红外光学硫系玻璃的内部杂质的测试方法.第4部分:光吸收系数。目的在于描述红外光学硫系玻璃的光吸收系数的测试方法。第5部分:应力双折射。目的在于描述红外光学硫系玻璃的应力双折射的测试方法。GB/T 32561的5个部分分别对应了红外光学硫系玻璃在使用过程中的5个重要性能参数的测试 方法。本文件是GB/T 32561的第4部分,本文件是在前3个部分均匀性、条纹度、杂质等定性测试与 表征的基础上，进一步对硫系玻璃产品的光吸收系数进行定量测试并表征。GB/T 3 2561.42022红外光学硫系玻璃测试方法 第4部分:光吸收系数1范围本文件描述了红外光学硫系玻璃光吸收系数的测试原理、测试环境、测试仪器、样品、测试步骤、数 据处理、测试不确定度以及测试报告。本文件适用于红外光学硫系玻璃中红外、近红外光吸收系数的测试，其他红外玻璃、红外晶体的光 吸收系数测试参照执行。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文 件，仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于 本文件。GB/T 3 41842017红外光学玻璃红外折射率测试方法偏折角法GB/T 3 64032018红外光学玻璃红外透过率测试方法傅里叶变换法3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1红外透过率 infrared transmittanceT红外光学玻璃在红外波段的透过率。注：用透过样品前后光强的百分比表征.来源：GB/T 3 64032018,2.1,有修改3.2红外折射率 infrared refractive indexn红外材料在红外波段的折射率。来源:GB/T 3 41842017,2.1,有修改3.3光吸收系数 absorption coefficienta光通过玻璃中每厘米路程的内透过率的自然对数的负值。来源：GB/T 7962.92010,3.2,有修改14测试原理当测试光垂直通过样品后，除了样品界面的反射，光强还会因为样品本身的吸收而衰减。通过测试 GB/T 3 2561.42022样品的红外透过率随波长的变化曲线T,以及样品的红外折射率兀，来计算其不同波长下的光吸收 系数。5测试环境除另有规定，应在下列环境条件下进行测试：a）温度：20C 5C;b）相对湿度:70%。6测试仪器6.1 傅里叶变换红外光谱仪光谱分辨率4 cm-1，光谱范围覆盖2.5 wn12 46.2 分光光度计光谱范围覆盖0.5廿m2.5 pm,波长精度士0.2 nm,6.3 精密测角仪最小偏向角法测试折射率所需测角仪，测角仪的测角范围应在0360内，最小读数值应0.1，仪 器的最大测量误差为63”,其折射率测试覆盖光谱在0.5*m-12 内。6.4 游标卡尺测量范围为0 mm200 mm,测量精度0.1 mmo7样品样品制备及加工要求：a）测试硫系玻璃的红外透过率时，样品加工应按照GB/T 3 6403-2018第5章规定的测试样品；b）使用最小偏折角法测试硫系玻璃折射率时，样品加工应按照GB/T 3 4184-2017第5章规定 的试样外观和精度要求。8测试步骤8.1 红外光学硫系玻璃厚度测量对齐游标和主尺身的零刻度线，使用外测量爪测量玻璃样品的厚度。8.2 红外光学硫系玻璃透过率测量按照GB/T 3 6403-2018第7章测试步骤的规定使用傅里叶变换红外光谱仪测定红外硫系玻璃样 品在不同波长处的透过率。8.3 红外光学硫系玻璃折射率测量按照GB/T 3 4184-2017第7章测试步骤的规定使用精密测角仪测定红外硫系玻璃样品在不同波2GB/T 3 2561.42022长处的折射率。9数据处理样品玻璃的反射率R，按照公式（D计算：Ra）=na）-l/nQ）+l）Z(1)式中：RQ）被测样品在波长GO处的反射率，%；A 波长，单位为纳米（nm）；n 被测样品在波长处的折射率，%.样品玻璃的光吸收系数a,按照公式（2）计算：a(A)=-ylnaa-Ra)z+(irgq”+4r co2T co?丁2T(A)(2)式中：a（A）-被测样品在波长GO处的光吸收系数，单位为波数（:cm-1）A-波长，单位为纳米（nm）;d 被测样品厚度，单位为厘米（cm）；R 被测样品在波长Q）处的反射率，%;T 被测样品在波长Q）处的红外透过率,.10测试不确定度光吸收系数的测试准确度受到折射率的测试误差与透过率的测试误差等因素影响，本文件中光吸 收系数的测试不确定度为1。7 cm-工，具体计算过程按照附录A。11测试报告测试报告应包含以下内容（见附录B）：a)b)c)d)g)h)实验室名称:测试方法、测试设备；委托单位，试样名称、试样规格；环境温度、相对湿度；测试波长及测试样品的红外透过率、折射率、光吸收系数测试日期、测试单位；测试人员、复核人员、审定人员签字。3GB/T 3 2561.42022附录A（规范性）红外光学硫系玻璃光吸收系数测试不确定度计算方法A.1测量不确定度的表示形式A.1.1红外透过率测量误差引入的不确定度用心（T）表示。A.1.2红外折射率测量误差引入的不确定度用外）表示.A.1.3厚度测量误差引入的不确定度用人（d）表示。A.2测量不确定度分量的计算方法A.2.1不确定度“T）的计算测量不确定度与（T）主要受分光光度计透过率示值误差丁，分光光度计透过率示值的算数平均 值亍,标准滤光片的透过率T,的测量不确定度影响，下面将从上述三个参数的不确定计算开始，一步 一步计算确定不确定度外（T）的值。a）分光光度计透过率示值误差计算分光光度计的不确定度-（T）,其测量误差丁按照公式（A.D计算得出sT-T-T,.A.1）式中tT分光光度计透过率示值误差；T分光光度计透过率示值的算数平均值；T,标准滤光片的透过率。b）输入量亍的不确定度计算方法输入量T的不确定度计算方法应任意选择透过率标准值为10%或20%或30%的标准玻璃滤 光片，在规定的波长处以空气为参比，多次测量其透过率示值，按照公式（A.2）计算得到算数 平均值亍：T=VT,.（A.2）n仁式中：T-分光光度计透过率示值的算数平均值；n测量次数；T.第次测量的透过率示值，%。单次实验测量的标准差S，按照公式（A.3）计算得到：式中：S 标准差；n-测量次数;T.-第次测量的透过率示值，%;4GB/T 3 2561.42022T分光光度计透过率示值的算数平均值.在相同条件下连续测量3次，以3次测量算数平均值为测量结果，按照公式(A.4)计算得到透 过率的测量不确定度人(亍兀ue(T)=S/#.A.4)式中：ue(T)透过率的测量不确定度；亍一分光光度计透过率示值的算数平均值；S-标准差。c)输入量T3的不确定度计算输入量。的不确定度计算应根据定值证书给出的定值，按照公式(A.5)计算标准不确定度uc(TJ.ut(.Tt)=a/k.(At5)式中：ue(TJ透过率的测量不确定度；Tt-标准滤光片的透过率；a 定值不确定度X标准滤光片的透过率，%,k 包含因子,一般为2。d)灵敏系数 输入量T的灵敏系数按照公式(A.6)计算得到：式中：仃 输人量亍的灵敏系数；竺分光光度计透过率示值误差JT分光光度计透过率示值的算数平均值。根据输入量。的灵敏系数，按照公式(A.7)计算输入量T.灵敏度/：式中：S 输入量T.灵敏度；T输入量T,的灵敏系数T,一标准滤光片的透过率。e)不确定度“IT)的计算输入量T和T,彼此不相关，不确定度按照公式(A.8)计算得到：c(T)=yCc1ue(T)J+C2u1:(T.)2.(A.8)式中：红外透过率测量不确定度,C1-输入量T灵敏度；S 输入量T,灵敏度*心(亍)透过率的测量不确定度：5GB/T 3 2561.42022T 分光光度计透过率示值的算数平均值；uc(TJ 透过率的测量不确定度；T,标准滤光片的透过率。对于傅里叶红外光谱仪的测量不确定度按照GB/T 3 6403-2018第9章测试不确定度进行计算。A.2.2 不确定度L5)的计算按照GB/T 3 4184-2017附录C进行计算0A.2.3不确定度/(d)的计算测量不确定度k3)主要受卡尺的最大允许示值误差Ad,卡尺示值样品玻璃的厚度心的测证 不确定度影响，下面将从上述三个参数的不确定计算开始,一步一步计算确定不确定度%(d)的值。a)卡尺的最大允许示值误差计算卡尺的最大允许示值误差博按照公式(A.9)计算得出：Ad=d-九.(A.9)式中*d卡尺的最大允许示值误差；d卡尺示值；编样品玻璃的厚度。b)输入量H的不确定度计算输入量H的标准不确定度主要来源于卡尺分度量化误差的不确定度“(d),按照公式(A.10)计算：M(J)=.(A.10)2 Xa/3 式中：u(d)输入量d的标准不确定度；d 卡尺示值；r 卡尺分度值。c)输入量心的不确定度计算 输入量心的标准不确定度主要来源于样品尺寸的不确定度，根据定值证书给出的定值不确 定度,标准不确定度u(db)按照公式(A.1D计算得出：w(db)=a/k.(A.11)式中：“(db)输入量九的标准不确定度；心 样品玻璃的厚度；a 样品尺寸不确定度X最大不确定度；k 包含因子,一般为2。d)灵敏度 灵敏度的计算应输入量d的灵敏系数g,按照公式(A.12)计算得出：dddd，(A,12)6GB/T 3 2561.42022式中:G 输入量d的灵敏系数；d卡尺的最大允许示值误差；d 卡尺示值口输入量九的灵敏系数Cz，按照公式(A.13)计算得出式中：Cz-输入量九的灵敏系数d卡尺的最大允许示值误差；八一一样品玻璃的厚度，e)不确定度人(d)的计算输入量d和八彼此不相关，不确定度与5)按照下列公式(A.14)计算得到：Zic(d)=，cu(d)2+czu(Hb)2.(A.14)式中：eU)厚度测量不确定度；d 卡尺示值；C 输入量d的灵敏系数；W)输入量d的标准不确定度；输入量db的标准不确定度；队样品玻璃的厚度。A.3合成不确定度合成不确定度心,按照公式(A.15)计算得到：u e=，Uc(T)了+(兀)丁+.(A.15)式中：e 一合成不确定度；uE(n红外透过率测量不确定度；e(n)红外折射率测量不确定度!Md)厚度测量不确定度.A.4扩展不确定度扩展不确定度U,按照公式(A.16)计算得到：U=k Xut.(A.16)式中：U扩展不确定度j k 包含因子,一般为2；e合成不确定度。GB/T 3 2561.42022附录B资料性）红外光学硫系玻璃光吸收系数测试报告格式红外光学硫系玻璃光吸收系数测试报告的格式见表B.lo表B.1红外光学硫系玻璃光吸收系数测试报告测试单位联系方式测试方法测试设备委托单位试样名称试样规格环境温度环境湿度/%测试波长红外透过率折射率光吸收系数测试日期年 月 日测试单位单位名称（公章）测试者：复核者；审定者：8GB/T 3 2561.42022Cl GB/T 7962.92010参考文献无色光学玻璃测试方法 第9部分:光吸收系数9