(高清版)GBT 32561.4-2022 红外光学硫系玻璃测试方法 第4部分：光吸收系数

红外光学硫系玻璃测试方法第4部分：光吸收系数Part4:Coefficientofopticalabsorption2022-10-12发布I本文件按照GB/T1.1—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/T32561《红外光学硫系玻璃测试方法》的第4部分。GB/T32561已经发布了以下——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。本文件由全国光学和光子学标准化技术委员会(SAC/TC103)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。Ⅱ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/T32561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/T32561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/T32561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。1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/T34184—2017红外光学玻璃红外折射率测试方法偏折角法GB/T36403—2018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。T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/T36403—2018,2.1,有修改]n红外材料在红外波段的折射率。光吸收系数absorptioncoefficientα光通过玻璃中每厘米路程的内透过率的自然对数的负值。4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2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n,来计算其不同波长下的光吸收5测试环境除另有规定，应在下列环境条件下进行测试：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4cm-¹,光谱范围覆盖2.5μm～12μm。6.2分光光度计光谱范围覆盖0.5μm～2.56.3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0°~360°内，最小读数值应≥0.1”,仪器的最大测量误差为±0.3”,其折射率测试覆盖光谱在0.5μm～12μm内。6.4游标卡尺测量范围为0mm～200mm,测量精度±0.1mm。7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/T36403—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/T34184—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/T36403—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/T34184—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3GB/T32561.4—2022长处的折射率。9数据处理样品玻璃的反射率R,按照公式(1)计算：R(λ)={[n(λ)-1]/[n(λ)+1]}² (1)式中：R(λ)——被测样品在波长(λ)处的反射率，%;λ——波长，单位为纳米(nm);n——被测样品在波长(λ)处的折射率，%。样品玻璃的光吸收系数α,按照公式(2)计算：式中：α(λ)—-被测样品在波长(λ)处的光吸收系数，单位为波数(cm-l);λ——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(λ)处的反射率，%;T——被测样品在波长(λ)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±10-3cm-1,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)实验室名称；b)测试方法、测试设备；c)委托单位；d)试样名称、试样规格；e)环境温度、相对湿度；f)测试波长及测试样品的红外透过率、折射率、光吸收系数；g)测试日期、测试单位；h)测试人员、复核人员、审定人员签字。4(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u(T)表示。A.1.2红外折射率测量误差引入的不确定度用u。(n)表示。A.1.3厚度测量误差引入的不确定度用u。(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u(T)的计算测量不确定度u。(T)主要受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一步计算确定不确定度u。(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u。(T),其测量误差△T按照公式(A.1)计算得出：式中：△T——分光光度计透过率示值误差；T、——标准滤光片的透过率。b)输入量T的不确定度计算方法光片，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)计算得到算数式中：下分光光度计透过率示值的算数平均值；n——测量次数；T第i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i次测量的透过率示值，%;5GB/T32561.4—2022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u。(T)u.(T)=S/√3………………(A.4)式中：u。(T)透过率的测量不确定度；下分光光度计透过率示值的算数平均值；S——标准差。c)输入量T、的不确定度计算输入量T、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u。式中：ue(T、)——透过率的测量不确定度；T,——标准滤光片的透过率；a——定值不确定度×标准滤光片的透过率，%;d)灵敏系数式中：△T——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。根据输入量T、的灵敏系数，按照公式(A.7)计算输入量T、灵敏度cz:式中：c₂——输入量T、灵敏度；△T——输入量T、的灵敏系数；T、——标准滤光片的透过率。e)不确定度u。(T)的计算u(T)=√[c₁u.(T)]²+[c₂u.(T)]?…………(A.8)式中：u.(T)——红外透过率测量不确定度；c₂——输入量T、灵敏度；6GB/T32561.4—2022T——分光光度计透过率示值的算数平均值；uc(T、)——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/T36403—2018第9章测试不确定度进行计算。A.2.2不确定度u(n)的计算按照GB/T34184—2017附录C进行计算。A.2.3不确定度u。(d)的计算测量不确定度u。(d)主要受卡尺的最大允许示值误差△d,卡尺示值d,样品玻璃的厚度d,,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u。(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△d按照公式(A.9)计算得出：△d——卡尺的最大允许示值误差；d——卡尺示值；d,样品玻璃的厚度。b)输入量d的不确定度计算输入量d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u(d),按照公式(A.10)计算：…………(A.10)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d,的不确定度计算输入量d,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(d₁)按照公式(A.11)计算得出：u(d,)=a/k…………(A.11)式中：u(d,)——输入量d,的标准不确定度；d₁——样品玻璃的厚度；a——样品尺寸不确定度×最大不确定度；d)灵敏度灵敏度的计算应输入量d的灵敏系数c₁,按照公式(A.12)计算得出：……………(A.12)7式中：c₁——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。输入量d,的灵敏系数cz,按照公式(A.13)计算得出：式中：c₂——输入量dv,的灵敏系数；△d——卡尺的最大允许示值误差；d,——样品玻璃的厚度。e)不确定度u.(d)的计算GB/T32561.4—2022输入量d和d,彼此不相关，不确定度u。(d)按照下列公式(A.14)计算得到：u(d)=√[ciu(d)]²+[c₂u(dn)]…………(A.14)式中：u.(d)——厚度测量不确定度；d——卡尺示值；c₁——输入量d的灵敏系数；u(d)——输入量d的标准不确定度；u(db)——输入量d,的标准不确定度；d,——样品玻璃的厚度。A.3合成不确定度合成不确定度u。,按照公式(A.15)计算得到：式中：ue——合成不确定度；ue(T)——红外透过率测量不确定度；u.(n)——红外折射率测量不确定度；u(d)——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：式中