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反射率と透過率とは何か？
反射率と透過率の定義
反射率とは、表面または光学素子からどれだけの光が反射されるかを示すものです。光が表面に入射した際の反射パワーと入射パワーの比に等しくなります。
透過率とは、表面または光学素子からどれだけの光が透過されるかを示すものです。光が表面に入射した際の透過パワーと入射パワーの比に等しくなります。
エンジニアは、このような測定に球状受光器（例えば、積分球）をよく使用します。
目次
光学設計において反射率と透過率はどのように重要ですか？
光学設計プロセスにおいて、正確なシミュレーション結果は、多くの場合、正確な光学特性の定義（表面および体積に関して）に依存します。形状だけでは光の分布を決定できません。光学特性は、光線のエネルギーと方向がどのように変化するかを決定します。材料の光学特性を可能な限り正確に知ることが重要です。正確な特性を得る最良の方法は、光が材料とどのように相互作用するかを直接測定し、その結果を光学ソフトウェアにエクスポートすることです。
正確な測定は以下に影響します。
- 光線追跡シミュレーションのために正確な光学特性を必要とする光学設計者
- 与えられた光学特性を持つ適切な材料を設計する必要があるR&D部門
- 製造プロセスにおける品質チェックは、厳密に管理されなければなりません。
光学測定ソリューション:
- 双方向散乱分布関数 (BSDF)を用いた角度依存性光散乱
- 光伝搬に影響を与える全積分散乱 (TIS)
- 反射率、透過率、吸光度比
反射率と透過率の測定はどのように行いますか？
反射率と透過率の直接測定
反射率（透過率）測定は、反射（透過）信号（散乱光＋正反射光）のすべてを半球状に積分することから構成されます。具体的には、サンプルからの反射（透過）光を反射性半球に積分し、その後、入射ビームの全反射（透過）パワーで正規化します。
実際には、反射率測定の場合、サンプルは積分球の出口ポートに配置され、レーザー光源によって照射されます。その後、ランバーシアン・スペクトラロンによる反射強度が測定されます。校正された参照反射率に基づいて、サンプルの反射率が算出されます。
透過率測定の場合、サンプルは積分球の入口ポートに配置されます。その後、積分球の入口に何も置かれていない状態での入射光の透過強度が測定されます。この測定値から、サンプルの透過率が算出されます。
BSDFからの反射率と透過率
反射率と透過率は、BSDF測定から直接算出できます。実際、BSDFと反射率または透過率の間には直接的な相関関係が存在します。
図1. A) この式を用いてBRDFから反射率を算出できます。B) BRDFは反射空間で測定されたBSDFです。
図2. BTDFは透過空間で測定されたBSDFです。ここで、θdとφdはそれぞれ検出器の散乱角と方位角、θiとφiはそれぞれ光源の散乱角と方位角です。
反射率または透過率の計算精度は、BSDFの精度とBSDFサンプリングに依存します。
解像度が高いほど、反射率または透過率の評価はより正確になります。
キーサイトはどのようなソリューションを提供していますか？
反射率を直接測定するためのソリューション:
測定サービス
当社の測定ラボでは、さまざまな入射角と広範囲の波長での反射率および透過率測定を提供しています。また、スペクトル反射率測定も提供しています。セットアップは、前のセクションで提示されたものと同じです。
反射率または透過率を算出するためのBSDF測定
これらのすべてのデバイスは、測定値から反射率または透過率を抽出/算出するためにBSDFを測定できます。精度は測定の解像度に依存します。
Mini-Diff V2
カメラベースのセンサーを備え、双方向反射率分布関数 (BRDF) および双方向透過率分布関数 (BTDF) 測定用のポータブルで手頃な価格の測定器を入手し、シミュレーションソフトウェア用に測定結果をエクスポートできます。
- AOI: 0°/20°/40°/60°
- ダイナミックレンジ 105
- 角度確度: 1°
REFLET 180S
キーサイト独自のスタンドアロン測定器ゴニオフォトメータ
- AOI: 0°～90°で調整可能
- ダイナミックレンジ: 109
- 角度確度: 0.1°
キーサイトの光関連サービスと製品の詳細を見る
キーサイトの光エンジニアリングサービスは、イメージング、照明、またはシステムエンジニアリング設計を効率化します。BSDF測定、TIS測定などには、当社の測光ラボと測定機器をご利用いただけます。
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