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¿Qué son la reflectancia y la transmitancia?
Definición de reflectancia y transmitancia
La reflectancia describe la cantidad de luz que se refleja en una superficie o en un elemento óptico. Equivale a la relación entre la potencia reflejada y la potencia incidente cuando la luz incide sobre una superficie.
La transmitancia describe la cantidad de luz que se transmite a través de una superficie o un elemento óptico. Equivale a la relación entre la potencia transmitida y la potencia incidente cuando la luz incide sobre una superficie.
Los ingenieros suelen utilizar receptores esféricos (por ejemplo, esferas integradoras) para este tipo de mediciones.
Índice
¿Por qué son importantes la reflectancia y la transmitancia en el diseño óptico?
Durante un proceso de diseño óptico, la precisión de los resultados de simulación suele depender de definiciones precisas de las propiedades ópticas (tanto superficiales como volumétricas). La geometría por sí sola no basta para determinar la distribución de la luz. Las propiedades ópticas determinan cómo varían la energía y la dirección de los rayos. Es importante conocer con la mayor precisión posible las características ópticas de los materiales. La mejor forma de obtener características precisas es medir directamente cómo interactúa la luz con el material y exportar los resultados a un software óptico.
Disponer de mediciones precisas influye en:
- Diseñadores ópticos que necesitan propiedades ópticas precisas para simulaciones de trazado de rayos
- El departamento de I+D, que debe diseñar el material adecuado con las propiedades ópticas requeridas
- El control de calidad en el proceso de fabricación, que debe estar perfectamente controlado
Soluciones de medición óptica:
- Dispersión óptica angular con la función de distribución de dispersión bidireccional (BSDF)
- La dispersión total integrada (TIS) que afecta a la propagación de la luz
- Relación entre reflectancia, transmitancia y absorbancia
¿Cómo se obtienen las mediciones de reflectancia y transmitancia?
Medición directa de la reflectancia y la transmitancia
La medición de la reflectancia (transmitancia) consiste en la integración de toda la señal reflejada (transmitida) (dispersión + especular) en un hemisferio: la luz reflejada (transmitida) por la muestra se integra en un hemisferio reflectante y, a continuación, se normaliza con respecto a la potencia total reflejada (transmitida) del haz incidente.
En la práctica, para medir la reflectancia, la muestra se coloca en la salida de una esfera integradora y se ilumina con una fuente láser. A continuación, se mide la intensidad de la luz reflejada por un Spectralon lambertiano. Conociendo la reflectancia de referencia calibrada, se calcula la reflectancia de la muestra.
Para medir la transmitancia, la muestra se coloca en la entrada de una esfera integradora. A continuación, se mide la intensidad transmitida de la luz incidente sin que haya ningún objeto en la entrada de la esfera. A partir de ahí, se calcula la transmitancia de la muestra.
Reflectancia y transmitancia a partir del BSDF
La reflectancia y la transmitancia pueden calcularse directamente a partir de las mediciones de la BSDF. De hecho, existe una correlación directa entre la BSDF y la reflectancia o la transmitancia.
Figura 1. A ) La reflectancia se puede calcular a partir de la BRDF mediante esta fórmula; B) La BRDF es la BSDF medida en el espacio reflejado.
Figura 2. El BTDF es el BSDF medido en el espacio de transmisión. Donde θd y φd son, respectivamente, el ángulo de dispersión y el ángulo azimutal del detector. θi y φi son, respectivamente, el ángulo de dispersión y el ángulo azimutal de la fuente.
La precisión del cálculo de la reflectancia o la transmitancia depende de la precisión del BSDF y del muestreo del BSDF.
Cuanto mayor sea la resolución, más precisa será la evaluación de la reflectancia o la transmitancia.
¿Qué soluciones ofrece Keysight?
Soluciones para medir directamente la reflectancia:
Servicios de medición
En nuestro laboratorio de medición ofrecemos mediciones de reflectancia y transmitancia en diferentes ángulos de incidencia y con una amplia gama de longitudes de onda. También ofrecemos mediciones de reflectancia espectral. La configuración es la misma que la presentada en la sección anterior.
Medición de la BSDF para calcular la reflectancia o la transmitancia
Todos estos dispositivos son capaces de medir la función de distribución de la reflectancia espectral (BSDF) para extraer o calcular la reflectancia o la transmitancia a partir de dichas mediciones. La precisión depende de la resolución de las mediciones.
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Consigue un instrumento portátil y asequible para medir la función de distribución de la reflectancia bidireccional (BRDF) y la función de distribución de la transmitancia bidireccional (BTDF) mediante un sensor basado en cámara, y exporta los resultados de las mediciones a software de simulación.
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