1.透反射

透射/反射光譜是材料本身的一項(xiàng)重要光學(xué)特性，在現(xiàn)今工業(yè)蓬勃發(fā)展的背景下，對(duì)材料本身特性的質(zhì)量控制越來(lái)越嚴(yán)格，從而利用光譜儀進(jìn)行快速準(zhǔn)確的反射光譜/透射光譜的測(cè)量技術(shù)也開(kāi)始日漸成熟。

1.1原理知識(shí)

在透過(guò)率測(cè)量時(shí)，象素n上的透過(guò)率是用當(dāng)前樣品、參考和背景數(shù)據(jù)按下面方程計(jì)算出來(lái)的：

式中T-----------透過(guò)率

Sample-----------樣品透過(guò)強(qiáng)度值

Ref------------參考樣片透過(guò)強(qiáng)度

Dark-----------背景數(shù)據(jù)

透過(guò)率的百分比在數(shù)學(xué)上與反射率是一樣的，所以同樣可以用于反射實(shí)驗(yàn)，反射測(cè)試中ref為參考板反射強(qiáng)度（如果需要測(cè)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(gè)波長(zhǎng)的**反射率值）。

2.1應(yīng)用背景

透射/反射光譜儀系統(tǒng)具有測(cè)量快速，準(zhǔn)確，方便集成等優(yōu)點(diǎn)，目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用到實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)、產(chǎn)品在線測(cè)試等應(yīng)用。目前的主要應(yīng)用在：

高分子材料反射/透射測(cè)試

建筑玻璃 反射/透射測(cè)試

在線 反射/透射測(cè)試

光伏壓花玻璃 透射測(cè)試

干涉濾光片 透射測(cè)試

薄膜樣品 反射/透射測(cè)試

各種晶體、塑料、紡織品等反射測(cè)試

平板、LCD、背光板、手機(jī)/平板油墨孔等透射測(cè)量

3.顏色測(cè)量

傳統(tǒng)的測(cè)色方法直接用人眼觀察，方法簡(jiǎn)單靈活，但是結(jié)果依賴(lài)于觀測(cè)人員的經(jīng)驗(yàn)和心理、生理等主觀因素的影響，也依賴(lài)于觀察條件，結(jié)果使得測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性和公正性經(jīng)常受到質(zhì)疑，目前已經(jīng)被光譜測(cè)色技術(shù)取代。

顏色的產(chǎn)生：

視網(wǎng)膜光感細(xì)胞、視網(wǎng)膜接收體、視覺(jué)信號(hào)傳遞

心理、生理、物理量

彩色、非彩色

顏色的特性：

色調(diào)Hue：又稱(chēng)色相，如紅、綠、藍(lán)等

明度Lightness：光亮度，與反射比有關(guān)

彩度Chroma：又稱(chēng)飽和度，顏色的純度

人眼可分辨約13000種顏色

CIE1931-RGB系統(tǒng)所選用的三原色波長(zhǎng)分別為700nm（R）、546.1nm（G）、435.8nm（B），在2度圓形視場(chǎng)范圍內(nèi)用相同數(shù)量的三原色刺激值匹配出等能白光（E光源）來(lái)確定三刺激值單位。匹配等能白光的（R）、（G）、（B）三原色單位的亮度比率為1：4.5907：0.0601，它們的輻亮度比率為72.0962：1.3791：1。

CIE1931-RGB系統(tǒng)的r、g、b值會(huì)出現(xiàn)負(fù)值，用起來(lái)不方便，又不易理解。所以在CIE1931—RGB系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，用三個(gè)假想原色X、Y、Z建立了一個(gè)新的色度系統(tǒng)，又稱(chēng)CIE1931-XYZ系統(tǒng)。其中X為紅原色，Y為綠原色，Z為藍(lán)原色。

4.透射/反射、顏色測(cè)量及常用配置

4.1透射測(cè)量

萊森光學(xué)的透過(guò)率光譜系統(tǒng)進(jìn)行透過(guò)率測(cè)量時(shí)，一般采用積分球測(cè)量方式。積分球具有非常好的空間反射特性，透射光經(jīng)過(guò)多次反射后會(huì)變得非常均勻，測(cè)結(jié)果穩(wěn)定，重復(fù)性好，同時(shí)積分球良好的光學(xué)特性，使在測(cè)試不同性質(zhì)的樣品時(shí)都可以得到準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果。

圖4-1 透過(guò)率光路示意圖

這種光路多用于實(shí)驗(yàn)室內(nèi)或工業(yè)在線測(cè)試；這種光路配置不需要接觸樣品表面，搭建方便，對(duì)樣品形狀沒(méi)有嚴(yán)格要求，測(cè)試方便快速，搭配定制光學(xué)附件可應(yīng)用于高溫的產(chǎn)線環(huán)境，既適用于在線測(cè)試，也適用于實(shí)驗(yàn)室測(cè)量；對(duì)于有些特殊測(cè)量，如以不同入射角照射樣品，測(cè)量材料透射比的變化情況，或者當(dāng)測(cè)試樣品具有不同的表面特性時(shí)，如光伏壓花玻璃、平板油墨孔、OLED等光學(xué)玻璃可以定制**角度光學(xué)鏡頭及附件以不同角度用到積分球的方式進(jìn)行測(cè)試。

4.2反射測(cè)量

圖4-2 反射率光路示意圖

使用萊森光學(xué)的iSpec-TMS100-IND光譜系統(tǒng)反射率測(cè)量，一般采用反射積分球測(cè)量光路，反射積分球內(nèi)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(nèi)表面經(jīng)過(guò)多次反射后變得十分均勻，而且光強(qiáng)隨之衰減；具有測(cè)量穩(wěn)定，重復(fù)性好，結(jié)果準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)。（顏色測(cè)量可用同樣光路。）

5.實(shí)驗(yàn)

5.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/strong>

測(cè)量共計(jì)13種布料紙片的反射率及顏色測(cè)量。

圖5-1待測(cè)樣品圖

5.2實(shí)驗(yàn)儀器列表

5.3實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

按圖4-2示意圖搭建光路，在外部環(huán)境、光路不變的條件下，更換測(cè)試樣品以及樣品的測(cè)試面，測(cè)試不同樣品光譜范圍在350-1050nm的反射率及色坐標(biāo)。實(shí)際搭建光路如圖5-1所示。

圖5-2  反射率測(cè)試實(shí)驗(yàn)實(shí)際光路圖

5.4實(shí)驗(yàn)結(jié)果

色號(hào)1紅色紙片（反光）

色號(hào)4白色紙片（反光）

色號(hào)2大紅色布料（人造絲）

色號(hào)2藍(lán)色紙片（反光）

色號(hào)2藍(lán)色紙片（反光）

色號(hào)2藍(lán)色紙片（反光）

色號(hào)5紅色紙片（啞光）

色號(hào)8白色紙片（啞光）

4.9 色號(hào)12寶藍(lán)色布料（人造絲）

4.10 色號(hào)23寶藍(lán)色皮類(lèi)

4.11 色號(hào)32水藍(lán)色皮類(lèi)

4.12 色號(hào)33天藍(lán)色皮類(lèi)

4.13 色號(hào)41紫羅蘭色皮類(lèi)

注：顏色測(cè)量結(jié)果是基于A光源下，觀察角度2°模式下測(cè)量得到