專利名稱：對阻擋膜進(jìn)行滲透率測試的系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本披露涉及測量系統(tǒng)并且更確切地涉及用于對阻擋膜進(jìn)行滲透率測試的系統(tǒng)和方法。甚至更確切地說，本披露涉及對塑料阻擋膜進(jìn)行水蒸氣滲透率測試。
背景技術(shù)：
某些材料(如塑料阻擋膜)的一個(gè)重要的特征是某些物質(zhì)(如氣體和蒸汽)滲透這些材料的程度。在某些應(yīng)用中，如用于光電電子器件中，水蒸汽的低滲透性產(chǎn)生了更高的貨架期并且因此促成了更低的成本。水蒸汽透過率(WVTR)是一種廣泛使用的用于確定塑料薄膜的阻擋特性的度量。它是對經(jīng)過某一時(shí)間段可以滲透穿過某一薄膜面積的水蒸汽的量進(jìn)行的一種測量。WVTR是在光電的、有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)以及其他電子器件中的多個(gè)重要特性之一。關(guān)于商業(yè)化和壽命的一個(gè)目標(biāo)是10_6g/(m2-日)的范圍內(nèi)的水蒸氣滲透率。系統(tǒng),如Mocon Aquatran,使用了一種電量測定的五氧化二磷感應(yīng)器,它將水蒸汽轉(zhuǎn)化為一種電荷。那些系統(tǒng)可以檢測到下至5X10_4g/(m2-日)水平的濕氣。低于這個(gè)水平，電量測定技術(shù)會是不適當(dāng)?shù)摹４嬖谝恍?shí)驗(yàn)室方法，如所謂的鈣法，這些方法可以使用一種鈣涂層的透光率或者的導(dǎo)電性來測量低于10_4g/(m2-日)的水蒸汽，該鈣涂層被包封在一個(gè)池之內(nèi)，而該池是使用有意義的防滲樣品進(jìn)行密封的。然而，鈣法是典型地費(fèi)勁的并且該方法的使用還沒有被標(biāo)準(zhǔn)化。此外，鈣的降解不僅是水蒸汽的滲透率的作用而且還由于其他種類(尤其是氧氣)滲透的作用。此外，迄今為止還沒有證據(jù)來確定，鈣法可以在實(shí)際上測量低至10_6g/(m2-日)的WVTR。因此，這些系統(tǒng)不足以用來對設(shè)計(jì)用于光伏達(dá)器件、0LED、以及其他電子器件的超級阻擋物的阻擋特性進(jìn)行測量。因此，對于一種氣體滲透測量技術(shù)存在一種需要，這種氣體滲透測量技術(shù)是簡單的、容易使用的，具有對特定的分子(如，水)進(jìn)行分析的能力并且具有一個(gè)低的檢測極限。發(fā)明簡述本發(fā)明針對利用了一種對于波長調(diào)諧的光腔衰蕩光譜(CRDS)技術(shù)的系統(tǒng)和方法，用于測量穿過一個(gè)阻擋膜的蒸氣透過率。在一個(gè)實(shí)施方案中，將有待測量的蒸氣成分置于一個(gè)光學(xué)空腔之內(nèi)。然后將光注入到該空腔內(nèi)直到一個(gè)閾值水平，并且對所注入的光的衰變時(shí)間進(jìn)行測量。在所注入的光的波長與該蒸氣的吸收特征共振時(shí)，空腔的衰變時(shí)間隨著蒸氣含量的變化而減少。以此方式，蒸氣含量減少了衰變時(shí)間，并且因此可以實(shí)時(shí)地確定穿過該薄膜的蒸氣量(薄膜滲透率)。
在一個(gè)實(shí)施方案中，以一種通過/失敗的模式來測量水蒸汽，其中如果光的衰變時(shí)間小于一個(gè)閾值(高水汽含量)則該薄膜失敗，并且如果衰變時(shí)間長于給定的閾值則該薄膜通過。如果希望的話，則這些閾值參數(shù)可以基于通過其他測量技術(shù)(作為一種對生產(chǎn)系統(tǒng)的校準(zhǔn))測試的樣品而不時(shí)地進(jìn)行調(diào)整。以上已經(jīng)非常寬泛地概括了本發(fā)明的這些特征以及技術(shù)優(yōu)點(diǎn)，從而可能更好地理解以下的本發(fā)明的詳細(xì)說明。本發(fā)明的另外的特征和優(yōu)點(diǎn)在下文中將會說明，這些形成了本發(fā)明的權(quán)利要求的主題。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該理解的是，所披露的構(gòu)思和具體實(shí)施方案可以很容易地用作修改或者設(shè)計(jì)用于進(jìn)行本發(fā)明的相同目的的其他結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員還應(yīng)該認(rèn)識到這些等效構(gòu)造并沒有背離在所附權(quán)利要求中提出的本發(fā)明的精神和范圍。這些被認(rèn)為是本發(fā)明的特征的新穎的特征(關(guān)于其構(gòu)成和操作方法兩者)連同另外的目的以及優(yōu)點(diǎn)在與這些附圖結(jié)合考慮時(shí)將會更好地從以下說明中理解。然而，應(yīng)清楚地理解的是這些幅圖中的每一幅是僅用于展示和說明的目的而提供的并不旨在作為對本發(fā)明的限制的定義。附圖簡要說明為了更全面地理解本發(fā)明，現(xiàn)在參照結(jié)合附圖做出以下說明，在附圖中:

圖1示出了在此傳授的構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施方案的示意圖；圖2示出了光學(xué)空腔共振能量的衰變曲線隨著蒸氣含量的變化；圖3是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)通過/失敗系統(tǒng)的操作方法的一個(gè)實(shí)施方案；圖4A示出了在此討論的這些構(gòu)思的另一個(gè)實(shí)施方案；圖4B示出了使用圖4A的裝置的衰變曲線；圖5示出了水的吸收峰隨波長變化的圖；圖6示出了滲透池的一個(gè)實(shí)施方案；圖7示出了與圖6中所示的池結(jié)合使用的CRDS的一個(gè)實(shí)施方案；圖8示出了使用了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的實(shí)際測試結(jié)果的圖；并且圖9示出了使用了本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案的實(shí)際測試結(jié)果的圖。發(fā)明詳細(xì)說明注意，所討論的內(nèi)容將是相對于水蒸汽而言的，并且光學(xué)是就激光而言的。然而，應(yīng)該注意到在此所傳授的構(gòu)思可以應(yīng)用到其他蒸氣，如氧氣、二氧化碳、或甲烷。例如氧氣就電子應(yīng)用而言可以具有特殊的重要性。在其他情況下，可以使用二氧化碳、或者其他蒸氣。并且，可滲透的材料需要不被限制于薄膜，盡管在光電應(yīng)用中使用的薄膜是第一有意義的材料和應(yīng)用。用于氣體分析的光腔衰蕩光譜(CRDS)技術(shù)現(xiàn)在是已知的。這些技術(shù)在此被用于對滲透穿過一個(gè)薄膜的蒸氣(在我們的實(shí)施方案中是水蒸汽)進(jìn)行測量。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)所施加的能量的波長(在這些實(shí)施方案中是激光能量)被設(shè)置為與有待檢測的蒸氣(在這些實(shí)施方案中是水蒸汽)共振時(shí)，光學(xué)空腔內(nèi)的衰變時(shí)間被改變了。衰變時(shí)間隨著這些種類的濃度的變化而縮短，并且其中一種關(guān)系描述在表I中。圖1示出了在此傳授的構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施方案10的示意圖。由控制電路19掌控的激光器11，并且，如果希望的話，可調(diào)諧的二極管18，將能量(在這個(gè)實(shí)施方案中以激光110的形式)送入到空腔12中，持續(xù)一段時(shí)間。激光穿過該空腔、從鏡子14上反射并且由于空腔的設(shè)計(jì)，至少對于一個(gè)實(shí)施方案，該光在它離開并且通過鏡子15發(fā)射到光電探測器16之前在該光學(xué)空腔內(nèi)來回反彈一個(gè)時(shí)間段。在關(guān)閉該激光器時(shí)，在一個(gè)短的時(shí)間段如大約I至10微秒之后，該光電探測器繼續(xù)來“看見”并且能夠測量光在它隨著時(shí)間的衰減的強(qiáng)度。圖2示出了對于三種假定情況的這種衰減。曲線I表示其中光學(xué)空腔中沒有蒸氣存在的情況。如所示，時(shí)間TO時(shí)，關(guān)閉光源，光的積聚在LO的水平結(jié)束并且然后光開始衰減。衰減的壽命被定義為將初始強(qiáng)度LO減小到Ll=L0/e (其中e=2.7172……，自然對數(shù)的底)所要求的時(shí)間。對于某一頻率的能量自然衰變時(shí)間(它實(shí)質(zhì)上是受空腔中這些鏡子的反射率的控制)是使得在時(shí)間T2時(shí)能量已經(jīng)衰減到LI的水平。現(xiàn)在，讓我們假定，如圖1中所示，蒸氣13通過輸入口 101被引入到光學(xué)空腔12(它現(xiàn)在是通過臨時(shí)密封件102來密封的)中。蒸氣使光110共振(至少在一個(gè)實(shí)施方案中)并且該共振進(jìn)而縮短了光在時(shí)間TO之后的衰變時(shí)間。衰變時(shí)間的這種縮短在圖2的曲線2中示出，其中在時(shí)間Tl時(shí)，由于該空腔中蒸氣的存在，該光的強(qiáng)度已經(jīng)衰減到了水平LI。如果空腔中蒸氣的含量與一個(gè)滲透率相對應(yīng)，該滲透率對于一個(gè)特殊應(yīng)用是正好足夠低的，則由曲線2說明的情況(其中該強(qiáng)度在時(shí)間Tl時(shí)衰減到水平LI)是可接受的，并且該薄膜“通過”。如果，在另一方面，該滲透率是過高的并且超過了可接受的閾值，則在該空腔的強(qiáng)度是等于LI時(shí)，該衰變時(shí)間是短于Tl的并且該薄膜“失敗”，如曲線3中所示。使用在其中不存在蒸氣與一個(gè)可檢測量的蒸氣的情況之間的這種衰變時(shí)間的差異，系統(tǒng)可以使用如圖1中所示的數(shù)據(jù)庫/處理器17來計(jì)算該薄膜的滲透率，如以下將討論的。適合在這種系統(tǒng)中使用的CRDS的一個(gè)實(shí)例可以從Tiger OpticsCffarrington, PAas model Halo+)或者從 Picarro (Sunnyvale, CA as modelG2301)獲得。關(guān)于所描述系統(tǒng)的這些優(yōu)點(diǎn)的一個(gè)原因是以下事實(shí)，即光學(xué)空腔在蒸氣樣品與該光學(xué)探針(激光)之間產(chǎn)生了一個(gè)相對較長的交互式路徑，相對于非分散紅外光譜(如傅里葉變換紅外光譜(FTIR))這提高了靈敏度。該系統(tǒng)產(chǎn)生了 0.1微秒的空腔壽命，它等效于采樣了一個(gè)幾乎20km的長度。在規(guī)則FTIR的情況下，路徑長度是受樣品的厚度的限制，該厚度遠(yuǎn)小于20km。這個(gè)系統(tǒng)的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是它的光譜分辨率能力。與大約0.5CHT1的典型的FTIR相比，光學(xué)空腔的模間距具有0.0003cm^的分辨率。這種分辨率產(chǎn)生了隨著蒸氣含量變化的成線性比例的響應(yīng)。注意，盡管在本討論中使用了可見光，但是在此所說明的構(gòu)思可以同樣用于非可見能量范圍之內(nèi)。圖3是根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)思的一個(gè)通過/失敗系統(tǒng)的操作方法(如方法30)的一個(gè)實(shí)施方案。該方法可以使用代碼控制的應(yīng)用軟件運(yùn)行一個(gè)或多個(gè)處理器(如處理器17，(圖1))來實(shí)現(xiàn)。在進(jìn)程301中，光被送入到該光學(xué)空腔中持續(xù)一段時(shí)間，如以上所討論的。在該光學(xué)空腔之內(nèi)，存在有待測試的蒸氣。注意，在此所討論的這些實(shí)施方案中，每個(gè)蒸氣測試是在一個(gè)單獨(dú)的蒸氣批次上，并且一個(gè)或多個(gè)測試可以在同一批次上進(jìn)行，優(yōu)選針對每個(gè)樣品使用同一流速。然而，有可能的是設(shè)計(jì)允許用于連續(xù)處理的系統(tǒng)，例如通過用一個(gè)第一批次的來自該薄膜的一個(gè)部分的蒸氣來填滿該空腔，并且然后將該空腔抽空并且將其用來自該薄膜的另一個(gè)部分的蒸氣再進(jìn)行填充。在每次再充填之后，該空腔用光進(jìn)行填充并且然后該光被允許衰減以確定每個(gè)批次的蒸氣含量。在薄膜制造時(shí)或者在該薄膜將要用于一個(gè)裝置中時(shí)，這些批次可以即時(shí)進(jìn)行處理。在該空腔已經(jīng)用光填充后持續(xù)適當(dāng)量的時(shí)間(時(shí)間T0，如圖2中所示)，進(jìn)程302使激光或者其他能量源在進(jìn)程303的控制下關(guān)閉。進(jìn)程304，(如圖2中所示)，確定了衰變時(shí)間的壽命。如果該光具有小于水平Tl的衰減壽命，那么進(jìn)程304確定了水蒸汽是高于給定的限度，因此這些測試的薄膜對于使用而目是失敗的，進(jìn)程305。然而，如果進(jìn)程304確定衰變時(shí)間是大于Tl，這意味著腔室中引起使用壽命衰減的水的量值是小于臨界量值。在一個(gè)通過/不通過的系統(tǒng)中，然后該薄膜通過進(jìn)程306?？扇芜x地，即使對于一個(gè)目薄膜失敗了，它對于另一個(gè)目的也可能是可接受的。在此方面，如果時(shí)間T3時(shí)該衰減水平低于某一設(shè)定值，進(jìn)程307確定。如果這樣的話，就放棄該薄膜。如果不是，進(jìn)程308允許薄膜用于其他目的?？梢允褂枚鄠€(gè)水平將該薄膜“分等級”。在某些情況下，可以希望的是將該薄膜用于某些其他的應(yīng)用中并且因此所希望的是精確知道存在多少水蒸汽。在那些情況下，應(yīng)該使用一種定量的方法，如在實(shí)施方案40中所說明的一種方法。圖4A示出了在此討論的這些構(gòu)思的另一個(gè)實(shí)施方案40。在此實(shí)施方案中，調(diào)諧光的波長以便與水蒸汽的吸收(約1392.5nm)相匹配。還可以使用其他共振波長，例如中紅外激光可以增加CRDS的靈敏度，因?yàn)樵谶@個(gè)光譜區(qū)中水呈現(xiàn)出更高的吸收強(qiáng)度，其他的波長可以是1450nm、1950nm、2900nm。該腔室內(nèi)的光以一種眾所周知的方式使用高反射的鏡子47和47’，形成了一個(gè)光學(xué)空腔。該系統(tǒng)使用了快速電子裝置在離開該腔室的光碰撞在檢測器46上時(shí)來測量光學(xué)空腔43內(nèi)的衰變時(shí)間。于是這允許使用表I中呈現(xiàn)出的方程組來計(jì)算水的含量(以ppbv計(jì))。圖4B示 出了可以從圖4A的系統(tǒng)獲得的一個(gè)代表性的衰減曲線。注意，在某些情況下，如以上討論的，可以存在不同的分析物質(zhì)(蒸氣)并且可以將激光(或者其他調(diào)成準(zhǔn)直的能源)的頻率調(diào)諧與一個(gè)選定的分析物共振。這種調(diào)諧可以不時(shí)(甚至在一個(gè)給定的樣品的測量過程中)變化以允許該系統(tǒng)提供對不同的蒸氣的測量(如果希望的話)。例如，對于O2，波長可以是0.7596um、l.58um、l.27um、l.06um、0.69um、以及
0.63um。對于 CO2,波長可以是 4.3um、2.7um、2um、1.6um、以及 1.4um。通過CRDS用于測定水蒸汽含量的有用的方程:表1:光腔衰蕩光譜中的光學(xué)方程
d第一測量:賞綱=空腔中沒有氣體
rf第二測量:4 _R + a(v) N 空腔中有氣體計(jì): N = -—--rf -—————— I
V’)TmJc-光速σ -吸收截面d-池長度τ-衰蕩時(shí)間R-鏡子的反射率V-激光頻率N-分子密度(含量)
將有待測量的蒸氣通過入口 44輸入腔室中并且通過出口 45移出。光源41是一個(gè)被調(diào)諧到希望頻率的激光。光的一部分(實(shí)例中，99%)被送入到測試腔室43中，同時(shí)一部分被送入到參比池48中由檢測器49來檢測。優(yōu)選精確的波長控制以確保光源的波長與用于共振條件的特定的吸水譜帶相匹配。因此，需要對光源的發(fā)射波長不斷地進(jìn)行測量。例如，用作光源的激光二極管的溫度的變化可以改變激光的發(fā)射波長(通過變更激光結(jié)構(gòu)的有效折射率)，使其與共振條件去調(diào)諧。一種為確保在共振波長下持續(xù)操作的方式是添加一個(gè)參比池(包含水)與檢測器49，如圖4A中所呈現(xiàn)的。如果來自激光源的波長與包含在參比池中水的共振吸收相匹配，那么沒有光或者非常少的光將會到達(dá)該檢測器，并且將會確保共振操作。CRDS池可以與一個(gè)滲透腔室接口連接，該滲透腔室容納了有待分析的阻擋膜，如將在以下討論的。對于水蒸汽的靈敏度/精度可以低至0.4ppbv。這意味著能夠檢測到處于20° C以及I個(gè)大氣壓的總壓力下包含在一升體積內(nèi)的3X10,克的水。圖5示出了水的吸收峰隨波長變化的圖。如該圖中所顯示的并且為了測量空腔的τ零，必須選擇一個(gè)與水的吸收峰沒有重疊的波長。圖6示出了滲透池的一個(gè)實(shí)施方案，如池60。這允許一種對穿過一個(gè)薄膜的滲透率進(jìn)行測量的方法。該滲透池被組裝為使得一個(gè)薄膜(如一個(gè)聚合物薄膜61)是暴露于稱為濕側(cè)的一個(gè)側(cè)(左側(cè)601)上的一種受控的濕氣中。通過輸入口 63該薄膜被暴露于稱為干側(cè)的另一側(cè)(右側(cè)602)上的一種干載氣中。該載氣典型地是氮?dú)?但任何載氣也會工作(在有待檢測的種類是水時(shí)，氦氣產(chǎn)生了最佳的結(jié)果)。隨著時(shí)間的流逝，濕側(cè)601上的濕氣吸附到該聚合物薄膜上，滲透穿過該薄膜并且然后解吸附進(jìn)入干側(cè)的載氣中。最后，該擴(kuò)散過程達(dá)到了一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)的滲透率，典型地幾天內(nèi)，這取決于該薄膜中不同的層的厚度、分析物氣體(H20、CO2, O2)的吸收率以及 擴(kuò)散性。干氮?dú)?，現(xiàn)在負(fù)載有從側(cè)602吸附的濕氣，從滲透池的干側(cè)通過出口 64以一個(gè)受控的速率流動(dòng)到一個(gè)CRDS測試池，其中它的濕氣含量如以上討論的進(jìn)行分析。該氣體流的濕氣含量根據(jù)以下方程與樣品的WVTR相關(guān):
權(quán)利要求
1.一種用于測定物質(zhì)滲透穿過材料的滲透率的方法；所述物質(zhì)在一個(gè)第一表面上碰撞所述材料并且所述測量是由于所述物質(zhì)滲透穿過所述材料而所述物質(zhì)穿過所述材料的一個(gè)移動(dòng)速率，所述方法包括: 將來自所述材料的所述第二表面的所述物質(zhì)的一個(gè)采樣置于一個(gè)光學(xué)空腔中的，并且 對照某一能量在沒有所述第二表面物質(zhì)的存在下的一個(gè)已知衰變時(shí)間來測量施加到所述空腔的所述能量的一個(gè)衰變時(shí)間。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中將所述某一能量的波長調(diào)諧到與所述空腔內(nèi)的所述第二表面物質(zhì)共振。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述波能量是一個(gè)調(diào)諧的激光波長這樣使得所述波長與所述空腔內(nèi)的水蒸汽共振。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中所述調(diào)諧是處于一個(gè)波長的，該波長選自以下各項(xiàng):1392.5nm、1450nm、1950nm、2900nm。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括: 對基于所述測量的衰變時(shí)間的蒸氣含量進(jìn)行計(jì)算。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中所述空腔是光腔衰蕩光譜技術(shù)的一部分。
7.如權(quán)利要求2所述的方法，其中所述物質(zhì)是選自:水、氧氣、二氧化碳。
8.一種系統(tǒng)，用于測量穿過一個(gè)薄膜從一個(gè)第一表面至一個(gè)第二表面的滲透率，所述薄膜具有暴露于一種蒸氣中的所述第一表面，所述系統(tǒng)包括: 一個(gè)光學(xué)空腔； 用于在所述第一表面已經(jīng)暴露于所述蒸氣中之后將在所述薄膜的所述第二薄膜處的一個(gè)氣體采樣注入所述空腔中的裝置；以及 一個(gè)波能量發(fā)生器，用于產(chǎn)生用于插入所述空腔中的能量，所述能量具有在沒有所述注入的蒸氣的存在下的一個(gè)第一衰變時(shí)間以及在所述注入的蒸氣的存在下的一個(gè)可測量的變化的衰變時(shí)間。
9.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括: 用于對基于所述測量的衰變時(shí)間的所注入的蒸氣含量進(jìn)行確定的裝置。
10.如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括: 一種通過/失敗檢測器，用于薄膜在基于所述測量衰變時(shí)間的的即時(shí)確定接受。
11.如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中所述能量發(fā)生器是一種激光器，該激光器被調(diào)諧為與所述注入的蒸氣共振。
12.如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中所述注入的蒸氣是選自:水蒸汽、氧氣、二氧化碳。
13.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中所述調(diào)諧是在一個(gè)波長處，該波長選自以下各項(xiàng):1392.5nm、1450nm、2900nm。
14.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中所述注入設(shè)備包括: 使用氣體作為一種載體用于所述氣氛的所述采樣的裝置；以及 用于從所述氣體中去除不想要的濕氣成分的裝置。
15.一種測試裝置，用于進(jìn)行一個(gè)薄膜滲透測試，所述裝置包括: 一個(gè)滲透池； 用于為包含在所述池內(nèi)的一個(gè)薄膜提供一種干載氣的裝置，所述氣體被供應(yīng)到所述薄膜的干側(cè)和濕側(cè)兩者上； 用于將所述薄膜的所述濕側(cè)暴露到一種蒸氣中的裝置； 用于使所述氣體從所述干側(cè)穿過而到達(dá)一個(gè)光學(xué)空腔的裝置，所述氣體作為一種載體用于任何來自所述濕側(cè)的所述蒸氣，該蒸氣滲透了所述薄膜到達(dá)所述干側(cè)； 用于將平行的能量施加到一個(gè)共振空腔上持續(xù)一個(gè)限定的時(shí)間的裝置；以及用于測定穿過所述薄膜滲透的蒸氣的量值的裝置，這是通過在所述限定時(shí)間結(jié)束時(shí)測量所述能量光束的一個(gè)衰變時(shí)間。
16.如權(quán)利要求15所述的裝置，其中所述蒸氣是水蒸汽并且其中所述平行的能量是激光。
17.如權(quán)利要求16所述的裝置，進(jìn)一步包括: 用于將所述激光的波長調(diào)整至一個(gè)最佳的波長用于同一個(gè)預(yù)期的滲透蒸氣共振的控制器。
18.—種 電 子器件,包括: 至少一個(gè)基底，所述基底隨著時(shí)間而退化，這是由于蒸氣滲透所述基底，所述基底由一個(gè)具有蒸氣阻擋層的薄膜來保護(hù)，所述薄膜已經(jīng)通過了一個(gè)關(guān)于低水蒸汽滲透的測試，所述測試包括使用包含在一個(gè)數(shù)據(jù)庫中的一列可接受的能量衰變時(shí)間，所述衰變時(shí)間與一個(gè)光腔衰蕩光譜(CRDS )技術(shù)結(jié)合使用而用于測量穿過所述薄膜的水蒸汽透過率。
19.如權(quán)利要求18所述的器件，其中所述蒸氣是選自:水、氧氣、二氧化碳。
20.如權(quán)利要求18所述的器件，其中所述CRDS使用了一種激光，該激光被調(diào)諧至以下波長中的至少一個(gè): 1392.5nm、1450nm、2900nm。
全文摘要
本發(fā)明針對利用了一種光腔衰蕩光譜(CRDS)技術(shù)的系統(tǒng)和方法，該技術(shù)用于對蒸氣透過率進(jìn)行測量。在一個(gè)實(shí)施方案中，有待測量的蒸氣成分包含在一個(gè)光學(xué)空腔之內(nèi)。然后將光注入到該空腔內(nèi)直到一個(gè)臨界水平，并且對所注入的光的衰變時(shí)間進(jìn)行測量。在所注入的光的波長與該蒸氣的吸收特征共振時(shí)，衰變時(shí)間隨著蒸氣含量的變化而增加。以此方式，蒸氣含量引起了更長的衰變時(shí)間，并且因此蒸氣穿過該薄膜(薄膜滲透率)的量可以即時(shí)測定。
文檔編號G01N31/00GK103180711SQ201180050992
公開日2013年6月26日 申請日期2011年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月10日
發(fā)明者A·M·法米利亞, D·S·克爾福德, N·梅赫勒夫, M·A·齊默爾曼 申請人:美國圣戈班性能塑料公司