萊森光學:樣品透過率測量
樣品透過率測量
1.透反射
透射/反射光譜是材料本身的一項重要光學特性,在現(xiàn)今工業(yè)蓬勃發(fā)展的背景下,對材料本身特性的質量控制越來越嚴格,從而利用光譜儀進行快速準確的反射光譜/透射光譜的測量技術也開始日漸成熟。
1.1原理知識
在透過率測量時,象素n上的透過率是用當前樣品、參考和背景數(shù)據(jù)按下面方程計算出來的:
式中T-----------透過率
Sample-----------樣品透過強度值
Ref------------參考樣片透過強度
Dark-----------背景數(shù)據(jù)
透過率的百分比在數(shù)學上與反射率是一樣的,所以同樣可以用于反射實驗,反射測試中ref為參考板反射強度(如果需要測量***反射率值,需要在式中乘以系數(shù)C,C為參考反射板在每個波長的***反射率值)。
2.1應用背景
透射/反射光譜儀系統(tǒng)具有測量快速,準確,方便集成等優(yōu)點,目前已經(jīng)廣泛應用到實驗室檢測、產(chǎn)品在線測試等應用。目前的主要應用在:
高分子材料反射/透射測試
建筑玻璃 反射/透射測試
在線 反射/透射測試
光伏壓花玻璃 透射測試
干涉濾光片 透射測試
薄膜樣品 反射/透射測試
各種晶體、塑料、紡織品等反射測試
平板、LCD、背光板、手機/平板油墨孔等透射測量?
3.透射/反射測量及常用配置
3.1透射測量
萊森光學的透過率光譜系統(tǒng)進行透過率測量時,一般采用積分球測量方式。積分球具有非常好的空間反射特性,透射光經(jīng)過多次反射后會變得非常均勻,測結果穩(wěn)定,重復性好,同時積分球良好的光學特性,使在測試不同性質的樣品時都可以得到準確的測量結果。
圖3-1 透過率光路示意圖
這種光路多用于實驗室內或工業(yè)在線測試;這種光路配置不需要接觸樣品表面,搭建方便,對樣品形狀沒有嚴格要求,測試方便快速,搭配定制光學附件可應用于高溫的產(chǎn)線環(huán)境,既適用于在線測試,也適用于實驗室測量;對于有些特殊測量,如以不同入射角照射樣品,測量材料透射比的變化情況,或者當測試樣品具有不同的表面特性時,如光伏壓花玻璃、平板油墨孔、OLED等光學玻璃可以定制**角度光學鏡頭及附件以不同角度用到積分球的方式進行測試。
3.2反射測量
圖3-2 反射率光路示意圖
使用萊森光學的iSpec-TMS100-IND光譜系統(tǒng)反射率測量,一般采用反射積分球測量光路,反射積分球內表面是完美的漫射體,具有非常均勻的空間反射特性,反射光在內表面經(jīng)過多次反射后變得十分均勻,而且光強隨之衰減;具有測量穩(wěn)定,重復性好,結果準確等優(yōu)點。
4.實驗
4.1實驗目的
測試樣品1、樣品2在光譜范圍400~1700nm的透過率。由于測量波段較寬,為保證數(shù)據(jù)準確,采用400~1000nm和1000nm~1700nm兩個波長范圍分段進行測量,每個樣品采集5個點位的數(shù)據(jù)。
4.2實驗儀器列表
4.3實驗內容
設備測量示意圖:
反射率測量光路示意圖
實驗實物圖
透過率測量光路示意圖
實驗實物圖
4.4實驗結果
樣品1:(1)400~1000nm
(2)1000~1700nm
樣品2:(1)400~1000nm
(1)1000~1700nm
4.4分析討論
1、樣品1在400nm處,透射率相對較低,約為91.5%,這可能是由于材料在藍光區(qū)域的吸收較強。隨著波長的增加,透射率逐漸增加,在400nm到420nm之間達到97%左右。
之后透射率隨波長增加呈現(xiàn)出光譜干涉條紋。在420nm到1620nm的范圍內,基本保持在97%以上,表明在這個波長范圍內材料的透光性能很好。
但在1620nm到1700nm處出現(xiàn)一個波谷,尤其是透射率下降到90%左右。這可能是由于材料在這個波長范圍內的分子振動吸收。
2、樣品2在整個測試波長范圍內的透射率普遍較高,透射率接近或超過98%。透射率隨波長增加呈現(xiàn)出光譜干涉條紋。