Goniometrični merilni sistem za celovito optično karakterizacijo hrapavih vzorcev

Na hrapavem spoju dveh snovi z razlicnimi lomnimi kolicniki se del vpadajoce svetlobe razprsi, del pa ostane usmerjen. Hrapavi spoji so sestavni del stevilnih optoelektronskih naprav, kjer je zaželeno razprsevanje svetlobe. Zato je pomembno, da lahko z razlicnimi postopki meritev dolocimo opticne lastnosti hrapavih plasti, ki v stiku z neko drugo snovjo tvorijo hrapav spoj. V magistrski nalogi se ukvarjamo z opticno karakterizacijo hrapavih vzorcev. Najprej smo opisali osnovne znacilnosti 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 soncne celice, mikrohrapave povrsine pa se uporabljajo kot razlicni razprsilni filtri in odbojniki. Predstavili smo statisticne parametre, s katerimi lahko opisemo morfologijo nakljucno teksturiranih nanohrapavih povrsin. Nato smo opisali dva tipa TCO vzorcev (SnO2:F Asahi U tip vzorec in set ZnO:Al vzorcev), ki smo jih opticno karakterizirali. Opisali smo tudi set vzorcev mikrohrapavih razprsilnikov UV svetlobe iz pleksi stekla in jih opticno karakterizirali. V nadaljevanju smo definirali parametre, s katerimi opisujemo opticne pojave na hrapavih vzorcih in opisali dve merilni metodi za opticno karakterizacijo vzorcev: TIS (''Total integrating Scattering'') metodo za meritve odbojnosti, prepustnosti in faktorja razprsitve s spektrometrom ter ARS (''Angular Resolved Scattering'') metodo za dolocanje AID porazdelitev in ADF funkcij z goniometricnim sistemom. ARS sistem smo nadgradili z integracijsko sfero in vecjim detektorjem svetlobe. Nato smo izpeljali izracune, s katerimi lahko iz izmerjenih AID porazdelitev izracunamo tudi odbojnost, prepustnost in oba faktorja razprsitve, 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 pripisemo predvsem neizotropnosti vzorca zaradi njegovih koncnih dimenzij. Vecje napake meritev se pojavijo pri meritvah za odbojnost, kjer so potrebne izboljsave sistema. Pri meritvah ZnO:Al TCO vzorcev so napake pri meritvah prepustnosti malo vecje, kar lahko pripisemo predvsem manjsim dimenzijam in poskodbam vzorcev. Zelo dobro pa lahko z ARS sistemom dolocimo faktor razprsitve za prepustnost. Tako pri ARS, kot pri TIS meritvah vzorcev mikrohrapavih UV razprsilnikov iz pleksi stekla se pojavijo vecje napake pri meritvah prepustnosti. Vzorci niso izotropni, zaradi cesar se pojavi napaka ARS meritev, zaradi debeline vzorcev pa se pojavi napaka tudi pri TIS meritvah. Meritve faktorja razprsitve za prepustnost so se ujemale bolje. Za izotropne in zlasti debelejse vzorce lahko z ARS meritvami bolje dolocimo parametre razprsevanja kot s TIS meritvami.