類蝴蝶翅膀生物標(biāo)本反射率測(cè)量

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)也開始日漸成熟。

1.1原理知識(shí)

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

式中T-----------透過率

Sample-----------樣品透過強(qiáng)度值

Ref------------參考樣片透過強(qiáng)度

Dark-----------背景數(shù)據(jù)

透過率的百分比在數(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)量絕對(duì)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)波長的絕對(duì)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.透射/反射測(cè)量及常用配置

3.1透射測(cè)量

萊森光學(xué)的透過率光譜系統(tǒng)進(jìn)行透過率測(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3-1 透過率光路示意圖

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)玻璃可以定制專用角度光學(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。

3.2反射測(cè)量

圖3-2 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)。

4.實(shí)驗(yàn)

4.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/strong>

• 測(cè)試樣品為類蝴蝶翅膀生物標(biāo)本和鏡面反射板需要測(cè)試樣品正面的反射率。

• 測(cè)量所給樣品的反射率，光譜范圍需求盡量滿足 200-2500nm。

4.2實(shí)驗(yàn)儀器列表

4.3實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

反射率測(cè)試設(shè)備原理示意圖

反射率測(cè)試設(shè)備測(cè)量示意圖

樣品1 

樣品2

4.4實(shí)驗(yàn)結(jié)果

4.1 樣品 1 正面可見光數(shù)據(jù)（類蝴蝶翅膀標(biāo)本）

4.2 樣品 1 正面紅外光譜數(shù)據(jù)

4.3 樣品 2 正面可見光光譜數(shù)據(jù)（鏡面反射板）

4.4 樣品 2 正面紅外光譜數(shù)據(jù)

4.5分析討論

1 、 樣品測(cè)量采用積分球測(cè)量， 測(cè)量光譜范圍在 380-2500nm， 每個(gè)樣品在測(cè)試時(shí)隨機(jī)選 取不同的位置測(cè)量 ，各個(gè)位置由于紋路和均勻性的不一致會(huì)影響光譜的強(qiáng)度變化。

2 、樣品 1 的正面在 400nm 到 600nm 之間時(shí)的反射率較低 ，趨近于 0 ，在紅外部分反射 率最高接近 40%。

3 、樣品 2 的反射率在 400 到 1000nm 之間較低， 平均反射率不超過 5% ，在 1000nm 后 反射率開始上升 ，在紅外波段反射率最高在 40%左右。

4、兩種樣品的反射率走勢(shì)接近 ，從可見光部分到紅外光部分 ，光譜反射率一直上升 ，都在 紅外部分達(dá)到最高反射率，不同之處是類蝴蝶標(biāo)本在紅外區(qū)域有下降趨勢(shì)，鏡面反射板樣品 在紅外的反射率相對(duì)穩(wěn)定。