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(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/透射光譜的測量技術(shù)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(dāng)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(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)，反射測試中ref為參考板反射強(qiáng)度（如果需要測量絕對反射率值，需要在式中乘以系數(shù)C，C為參考反射板在每個波長的絕對反射率值）。

2.1應(yīng)用背景

透射/反射光譜儀系統(tǒng)具有測量快速，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、產(chǎn)品在線測試等應(yīng)用。目前的主要應(yīng)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(jī)/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(xué)的透過率光譜系統(tǒng)進(jìn)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(jié)果穩(wěn)定，重復(fù)性好，同時積分球良好的光學(xué)特性，使在測試不同性質(zhì)的樣品時都可以得到準(zhǔn)確的測量結(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(yán)格要求，測試方便快速，搭配定制光學(xué)附件可應(yīng)用于高溫的產(chǎn)線環(huán)境，既適用于在線測試，也適用于實(shí)驗(yàn)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(dāng)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(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)行測試。

3.2反射測量

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)反射率測量，一般采用反射積分球測量光路，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(zhǔn)確，采用400~1000nm和1000nm~1700nm兩個波長范圍分段進(jìn)行測量，每個樣品采集5個點(diǎn)位的數(shù)據(jù)。

4.2實(shí)驗(yàn)儀器列表

4.3實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

設(shè)備測量示意圖：

反射率測量光路示意圖

實(shí)驗(yàn)實(shí)物圖

透過率測量光路示意圖

實(shí)驗(yàn)實(shí)物圖

4.4實(shí)驗(yàn)結(jié)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(lán)光區(qū)域的吸收較強(qiáng)。隨著波長的增加，透射率逐漸增加，在400nm到420nm之間達(dá)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(nèi)，基本保持在97%以上，表明在這個波長范圍內(nèi)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(nèi)的分子振動吸收。

2、樣品2在整個測試波長范圍內(nèi)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。