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样品透过率测量

1.透反射

透射/反射光谱是材料本身的一项重要光学特性,在现今工业蓬勃发展的背景下,对材料本身特性的质量控制越来越严格,从而利用光谱仪进行快速准确的反射光谱/透射光谱的测量技术也开始日渐成熟。

1.1原理知识

在透过率测量时,象素n上的透过率是用当前样品、参考和背景数据按下面方程计算出来的:

式中T-----------透过率

Sample-----------样品透过强度值

Ref------------参考样片透过强度

Dark-----------背景数据

透过率的百分比在数学上与反射率是一样的,所以同样可以用于反射实验,反射测试中ref为参考板反射强度(如果需要测量绝对反射率值,需要在式中乘以系数C,C为参考反射板在每个波长的绝对反射率值)。

2.1应用背景

透射/反射光谱仪系统具有测量快速,准确,方便集成等优点,目前已经广泛应用到实验室检测、产品在线测试等应用。目前的主要应用在:

  • 高分子材料反射/透射测试

  • 建筑玻璃 反射/透射测试

  • 在线 反射/透射测试

  • 光伏压花玻璃 透射测试

  • 干涉滤光片 透射测试

  • 薄膜样品 反射/透射测试

  • 各种晶体、塑料、纺织品等反射测试

  • 平板、LCD、背光板、手机/平板油墨孔等透射测量

3.透射/反射测量及常用配置

3.1透射测量

3044am永利集团的透过率光谱系统进行透过率测量时,一般采用积分球测量方式。积分球具有非常好的空间反射特性,透射光经过多次反射后会变得非常均匀,测结果稳定,重复性好,同时积分球良好的光学特性,使在测试不同性质的样品时都可以得到准确的测量结果。

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图3-1 透过率光路示意图

这种光路多用于实验室内或工业在线测试;这种光路配置不需要接触样品表面,搭建方便,对样品形状没有严格要求,测试方便快速,搭配定制光学附件可应用于高温的产线环境,既适用于在线测试,也适用于实验室测量;对于有些特殊测量,如以不同入射角照射样品,测量材料透射比的变化情况,或者当测试样品具有不同的表面特性时,如光伏压花玻璃、平板油墨孔、OLED等光学玻璃可以定制专用角度光学镜头及附件以不同角度用到积分球的方式进行测试。

3.2反射测量

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图3-2 反射率光路示意图

使用3044am永利集团的iSpec-TMS100-IND光谱系统反射率测量,一般采用反射积分球测量光路,反射积分球内表面是完美的漫射体,具有非常均匀的空间反射特性,反射光在内表面经过多次反射后变得十分均匀,而且光强随之衰减;具有测量稳定,重复性好,结果准确等优点。

4.实验

4.1实验目的

测试样品的透过率。(透过率光谱范围:400nm-1000nm)

4.2实验仪器列表

仪器/设备名称

型号&序列号

配置明细

光源

高功率卤素灯


光谱仪

LiSpec-HS2000


光纤

IR600


样品

南京邮电大学涂料4、6、7、8号样品


4.3实验内容

按图3-1示意图搭建光路,在暗室环境,光路不变的条件下,仅更换测试样品的不同测试位置,测试样品的不同测试位置光谱范围在400nm-1000nm的透过率。在测试样品时,规定涂料层朝上时为正面,涂料层朝下时为反面进行测试,每款样品采集三组数据。

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图4-1  透过率测试实验实际光路图

4.4实验结果

样品选择4号、6号、7号和8号样品,从左到右依次排列,如下图所示。

样品展示图

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每个样品在正反面皆采取了三组数据,其数据结果几乎一致,所以只选用一组数据做对比。

测试数据图如下:

5.结论

根据以上实验数据得出以下结论:

1.样品正反面透射率曲线走向相近。其中4号样品近红外波段透射率较高;6号样品在700nm波段出现一个峰值;7号样品在550nm波段范围出现峰值。

2.从数据对比中可以看出,四种样品反面测试出来的透射率都比正面的要高,有可能是光源是否直接打在涂料层所造成的影响。



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