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아베 굴절계를 이용하여 저굴절 필름의 굴절률을 정확하게 측정하기 위해서는 적절한 필름 접합 시약과 레퍼런스 고상을 선택하는 것이 중요합니다. 기존에 사용하신 monobromonaphthalene의 굴절률이 높아 1.40 이하의 굴절률을 가지는 필름을 측정하는 데 어려움이 있을 수 있습니다. 이를 해결하기 위한 대안으로 다음과 같은 방법을 고려할 수 있습니다.

저굴절 접합 시약: 굴절률이 더 낮은 접합 시약을 선택하는 것이 필요합니다. 예를 들어, 굴절률 약 1.3 정도의 시약(예: 이소프로필 알코올)을 사용하면 저굴절 필름의 측정이 보다 용이할 수 있습니다. 굴절률이 낮은 다른 시약으로는 에탄올이나 메탄올 등이 있습니다 [5].

적절한 레퍼런스 고상: 굴절률 1.377의 고상 레퍼런스를 사용 중이시므로, 목표 굴절률 범위에 맞는 레퍼런스를 선택하는 것이 중요합니다. 굴절률이 1.3에서 1.4 사이인 레퍼런스 고상을 찾아보는 것이 좋습니다. 특히, 폴리머 필름이나 다른 저굴절 레퍼런스를 고려할 수 있습니다 [2].

기기 교정: 사용 중인 아베 굴절계를 저굴절률 측정에 맞게 교정하는 것도 고려할 수 있습니다. 이는 측정값의 정확도를 높이는데 도움이 됩니다. 예를 들어, 분광 아베 굴절계를 사용하여 다양한 파장 범위에서 굴절률을 측정하면 정확도를 높일 수 있습니다 [4][6].

새로운 측정 방법 도입: 기존 아베 굴절계 외에도 다양한 측정 방법을 고려할 수 있습니다. 예를 들어, IM-IWKB(Index-matched Inverse Wentzel-Kramers-Brillouin) 방법을 통해 얇은 필름의 굴절률을 높은 공간 해상도로 측정할 수 있습니다 [1]. 또한, 표면 장주기 격자 기반의 편광 의존 굴절계는 온도와 외부 굴절률 변화를 구분할 수 있어 유용할 수 있습니다 [3].

이와 같은 방법들을 통해 저굴절 필름의 굴절률을 보다 정확하게 측정할 수 있을 것입니다. 이를 통해 실험의 신뢰성을 높이고 보다 정확한 데이터를 얻을 수 있을 것입니다.

참조 문헌

[1] Rheims, J., Koser, J., & Wriedt, T. (1997). Refractive-index measurements in the near-IR using an Abbe refractometer. Measurement Science and Technology, 8, 601-605.

[2] Rheims, J., Koser, J., & Wriedt, T. (1997). Refractive-index measurements in the near-IR using an Abbe refractometer. Measurement Science and Technology, 8, 601 - 605.

[3] Yuan, L., Guo, T., Tang, D., Liu, H., & Guo, X. (2021). Simultaneous film thickness and refractive index measurement using a constrained fitting method in a white light spectral interferometer.. Optics express, 30 1, 349-363 .

[4] Tanaka, H., Masuko, T., & Okajima, S. (1972). Studies on the biaxial stretching of polypropylene film. VII. Refractive index of film measured with abbe refractometer. Journal of Applied Polymer Science, 16, 441-447.

[5] Pang, Y., Bossart, M., & Eisaman, M. (2014). Index-matched IWKB method for the measurement of spatially varying refractive index profiles within thin-film photovoltaics.. Optics express, 22 Suppl 1, A188-97 .

[6] Sokolov, V., Savelyev, A. G., Bouznik, V., Igumnov, S., Khaydukov, E., Molchanova, S., Tuytuynov, A. A., Akhmanov, A., & Panchenko, V. (2014). Refractive index and dispersion of highly fluorinated acrylic monomers in the 1.5 μm telecom wavelength region measured with a spectroscopic Abbe refractometer. Measurement Science and Technology, 25.

본 답변은 틀루토(tlooto.com)에서 어느정도 참조하였습니다~!

아베 굴절계를 이용할 때 혼동할 수 있는 부분이라고 생각합니다.

필름의 경우 그 자체로 측정하기 어렵기 때문에 Contact Liquid와 Test piece 를 사용합니다.

monobromonaphtalene가 contact liquid이며, 고상레퍼런스가 test piece입니다.

Contact Liquid와 Test piece는 기본적으로 샘플보다 RI(굴절률)가 높은 물질을 사용합니다.

따라서 측정이 잘 되지 않는 부분은 monobromonaphtalene의 문제는 아니라고 생각합니다.

1.40 이하의 샘플을 측정하지 못하는 문제는 test piece의 굴절률이 문제 입니다. 즉, 1.377 test piece 보다 낮은 굴절률의 필름은 측정이 가능했겠지만, 1.377 보다 굴절률이 높은 샘플은 측정이 어려웠을 겁니다. 만약 1.40 이상의 굴절률을 갖는 샘플의 굴절률 측정에 성공하셨다면 결과를 재고해보셔야 합니다. 

Test piece는 보통 A(1.516), B(1.62), C(1.74), D(1.92) 등으로 표준화되어 있는데, monobromonaphtalene를 사용한 것으로 미루어 볼때 Test piece A(즉, 1.516)을 사용하셨을 것으로 추정합니다. 1.377의 Test piece는 본 적이 없어서 궁금하네요. 보통 Test piece 표면에 굴절률이 표시되어 있으니 확인해보시기 바랍니다.

monobromonaphtalene + Test piece A 조합을 사용한 것이 맞다면 측정이 잘 되지 않는 다른 이유가 있을 것으로 생각합니다.

contact liquild 사이에 공기층이 일부 형성되어거나 contact liquild가 필름을 변질 시키는 것일 수도 있습니다.

보지 않을 상황을 추정하는데는 한계가 있음을 이해바랍니다.