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Was versteht man unter Reflexionsgrad und Transmissionsgrad?
Definition von Reflexion und Transmission
Der Reflexionsgrad beschreibt, wie viel Licht von einer Oberfläche oder einem optischen Element reflektiert wird. Er entspricht dem Verhältnis von reflektierter zu einfallender Leistung, wenn Licht auf eine Oberfläche trifft.
Die Lichtdurchlässigkeit beschreibt, wie viel Licht von einer Oberfläche oder einem optischen Element durchgelassen wird. Sie entspricht dem Verhältnis von durchgelassener zu einfallender Leistung, wenn Licht auf eine Oberfläche trifft.
Für solche Messungen verwenden Ingenieure häufig sphärische Empfänger (zum Beispiel Ulbricht-Kugeln).
Inhaltsübersicht
Welche Bedeutung haben Reflexionsvermögen und Transmissionsgrad für die optische Konstruktion?
Im optischen Designprozess hängen präzise Simulationsergebnisse häufig von genauen Definitionen der optischen Eigenschaften (bezüglich Oberfläche und Volumen) ab. Die Geometrie allein kann die Lichtverteilung nicht bestimmen. Optische Eigenschaften legen fest, wie sich Energie und Richtung des Lichtstrahls verändern. Daher ist es wichtig, die optischen Eigenschaften der Materialien so genau wie möglich zu kennen. Am besten lassen sich präzise Eigenschaften ermitteln, indem man die Wechselwirkung von Licht mit dem Material direkt misst und die Ergebnisse in eine optische Software exportiert.
Genaue Messungen wirken sich aus auf:
- Optische Designer, die für Strahlverfolgungssimulationen genaue optische Eigenschaften benötigen
- Die Forschungs- und Entwicklungsabteilung muss das richtige Material mit vorgegebenen optischen Eigenschaften entwickeln.
- Die Qualitätskontrolle im Herstellungsprozess muss perfekt kontrolliert werden.
Optische Messlösungen:
- Winkelstreuung im optischen Bereich mit bidirektionaler Streuverteilungsfunktion (BSDF)
- Gesamte integrierte Streuung (TIS), die die Lichtausbreitung beeinflusst
- Reflexionsgrad, Transmissionsgrad, Absorptionsverhältnis
Wie erhält man Reflexions- und Transmissionsmessungen?
Direkte Messung des Reflexions- und Transmissionsgrades
Die Reflexionsmessung (Transmissionsmessung) besteht in der Integration des gesamten reflektierten (transmittierten) Signals (Streuung + Spiegelung) in eine Halbkugel: Das vom Prüfling reflektierte (transmittierte) Licht wird in eine reflektierende Halbkugel integriert und anschließend durch die gesamte reflektierte (transmittierte) Leistung des einfallenden Strahls normiert.
In der Praxis wird die Probe zur Messung des Reflexionsvermögens auf die Austrittsöffnung einer Ulbricht-Kugel platziert und mit einem Laser beleuchtet. Anschließend wird die reflektierte Intensität mit einem Lambertschen Spektralstrahler gemessen. Ausgehend vom kalibrierten Referenzreflexionswert wird das Reflexionsvermögen der Probe berechnet.
Zur Transmissionsmessung wird die Probe am Eintrittsloch einer Ulbricht-Kugel platziert. Anschließend wird die transmittierte Intensität des einfallenden Lichts gemessen, wenn sich am Eintrittsloch der Kugel kein Hindernis befindet. Daraus wird die Transmission der Probe berechnet.
Reflexions- und Transmissionsvermögen von BSDF
Reflexions- und Transmissionsgrad lassen sich direkt aus BSDF-Messungen berechnen. Tatsächlich besteht ein direkter Zusammenhang zwischen BSDF und Reflexionsgrad bzw. Transmissionsgrad.
Abbildung 1. A) Mit dieser Formel kann die Reflexion aus der BRDF berechnet werden; B) BRDF ist die BSDF, die im reflektierten Raum gemessen wird.
Abbildung 2. BTDF ist die im Transmissionsraum gemessene BSDF. θd und φd bezeichnen den Streuwinkel bzw. den Azimutwinkel des Detektors. θi und φi bezeichnen den Streuwinkel bzw. den Azimutwinkel der Quelle.
Die Genauigkeit der Reflexions- bzw. Transmissionsberechnung hängt von der Genauigkeit der BSDF und der BSDF-Abtastung ab.
Je höher die Auflösung, desto genauer die Auswertung des Reflexions- oder Transmissionsgrades.
Welche Lösungen bietet Keysight an?
Lösungen zur direkten Messung des Reflexionsvermögens:
Messdienstleistungen
In unserem Messlabor bieten wir Reflexions- und Transmissionsmessungen bei verschiedenen Einfallswinkeln und über einen breiten Wellenlängenbereich an. Zusätzlich führen wir spektrale Reflexionsmessungen durch. Der Messaufbau entspricht dem im vorherigen Abschnitt beschriebenen.
Messung der BSDF zur Berechnung des Reflexions- oder Transmissionsgrades
Alle diese Geräte können BSDF messen, um aus diesen Messungen Reflexions- oder Transmissionsgrad zu extrahieren/zu berechnen. Die Genauigkeit hängt von der Auflösung der Messungen ab.
Mini-Diff V2
Sichern Sie sich ein tragbares und preiswertes Instrument zur Messung der bidirektionalen Reflexionsverteilungsfunktion (BRDF) und der bidirektionalen Transmissionsverteilungsfunktion (BTDF) mit einem kamerabasierten Sensor und exportieren Sie die Messwerte für Simulationssoftware.
- Einfallswinkel: 0°/20°/40°/60°
- Dynamikbereich 105
- Winkelgenauigkeit: 1°
REFLET 180S
Keysights einzigartiges, eigenständiges Goniophotometer
- Einfallswinkel: einstellbar von 0° bis 90°
- Dynamikbereich: 109
- Winkelgenauigkeit: 0,1°
Entdecken Sie die optischen Dienstleistungen und Angebote von Keysight
Die optischen Engineering-Dienstleistungen von Keysight optimieren die Entwicklung von Bildgebungs-, Beleuchtungs- und Systemlösungen. Verlassen Sie sich auf unser photometrisches Labor und unsere Messgeräte für BSDF- und TIS-Messungen und vieles mehr.
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