球面コーティングと反射率標準を統合して測定精度を向上

概要
In 光学測定、正確で信頼できる結果を得ることが非常に必要です。 積分球は、一貫した照明を提供し、サンプルの不均一性や表面効果によって引き起こされる測定誤差を減少させる能力があるため、有用な機器であることがわかっています。

さらに精度を上げることが可能です 積分球球の内面に適切なコーティングを選択し、確認済みの反射率標準を利用することにより、ベースのデータを取得します。 この記事では、これらの分野の現在の進歩と、より正確な測定を行うために球面コーティングと反射率標準を組み合わせる重要性の両方について概説します。

球体コーティングの統合
積分球のコーティングは正確な測定値を得るために非常に必要です。 特定の用途に対するコーティング材料のスペクトル範囲、反射率特性、および全体的な適合性が、コーティング材料を選択する際の主な考慮事項です。 硫酸バリウム (BaSO4) で作られたコーティングは、可視スペクトルと近赤外スペクトルの両方で高い反射率を有するため、非常に人気があります。

BaSO4 から製造されたコーティングの優れた拡散反射特性により、同じ方法で球全体を照らすことが可能になります。 ただし、紫外・赤外領域では反射率が低下します。

この制限の回避策を特定するために、研究者は Spectralon® や PTFE (ポリテトラフルオロエチレン) などの新しいコーティング材料を研究しています。 BaSO4 と比較して、Spectralon® で作られたコーティングは反射率が高く、より広範囲の波長 (UV から IR まで) を吸収できます。

PTFE コーティングは蛍光性が低く、拡散反射率が高いため、紫外 (UV) および可視 (VIS) スペクトルの測定に使用できます。 積分球は、優れたコーティング材料の開発のおかげで、より広範囲のスペクトル領域で使用できるようになり、さまざまな波長での正確な読み取りも保証されます。

分光反射率の規格
正確な校正とトレーサビリティを通じてのみ、測定から信頼できる結論を得ることができます。 分光反射率標準は、多くの場合、 積分球 測定システムの校正と検証に使用される場合があります。

基準に照らして校正と検証を実行できます。 これらのよく知られた標準の反射率特性は、さまざまな狭い波長範囲にわたって広範囲に研究されています。

反射率標準は、多くの場合、高いスペクトル安定性、小さな不確実性レベル、定義された反射率値など、多くの特性を共有します。

反射率標準としては、プレスおよび焼結された BaSO4、Spectralon®、およびアルミニウムや金などの高反射金属がよく使用されます。 これらの材料の反射率特性は厳格なテストを受け、その結果は認められた国内および国際基準を使用して確認されています。

積分球は、正確な読み取り値を維持し、これらの測定値が正確であることを確認するために、反射率標準に対して頻繁に校正する必要があります。

反射率標準を使用すると、検出器の応答の振動や時間の経過とともに球面のコーティングが徐々に摩耗するなど、測定システムの系統的な欠陥を調整することができます。 の 積分球 一貫した再校正により、光学測定に最適な状態に保たれます。

コーティング技術の進歩
コーティング技術の進歩により、積分球を用いた測定精度は向上しました。  LISUN 市場で最高の積分球を備えています。

科学者は、反射率特性を高め、コーティングのスペクトル範囲を広げ、測定ミスを減らすために、新しいコーティング材料とプロセスを常に研究しています。

光と物質の相互作用を調節し、反射率を向上させるナノ構造コーティングの能力により、多くの人がナノ構造コーティングに興味を持っています。 コーティングの拡散反射率を高めるために、二酸化チタン (TiO2) や酸化亜鉛 (ZnO) などのナノ粒子がコーティングの配合に含まれる可能性があります。

これらのナノ構造コーティングは、迷光によって失われる光の量を減らし、散乱する光の量を増やすことにより、測定精度を向上させます。

研究者らは、より広いスペクトル範囲にわたって反射率を向上させる可能性のある方法として、多層コーティングの使用を研究しています。

屈折率の異なる材料を積層することにより、特定の波長範囲にわたって反射率の品質を調整することが可能です。 積分球のスペクトル範囲は多層コーティングで拡大することができ、これにより紫外 (UV)、可視 (VIS)、および赤外 (IR) スペクトルのより正確な測定が可能になります。

イオンビームスパッタリングや化学蒸着などのコーティング堆積プロセスの発展により、コーティングの厚さと組成を正確に制御できるようになりました。 これらのプロセスにより、球全体にわたって均一かつ一定のコーティングが提供され、存在する反射率の不一致の範囲を減らすのに役立ちます。

コーティングの特性評価と認証
光学測定から正確な読み取り値を得るには、積分球のコーティングを注意深く研究する必要があります。 コーティングの反射率を評価するプロセスでは、分光測光法と散乱計測法の XNUMX つの特性評価手法がよく使用されます。

これらのテストは、多くの場合、さまざまな入射角で、幅広い波長スペクトルにわたって実行されます。 これは、コーティングのスペクトル応答を正確に捕捉できるようにするために行われます。

コーティング測定のトレーサビリティと比較可能性を確保するために、国際機関や標準化団体はコーティングの特性評価と認証のためのガイドラインとプロトコルを確立しています。

の反射率特性を検証するには、 積分球 コーティングに関しては、国立標準技術研究所 (NIST) や国際照明委員会 (CIE) などの組織が基準材料と基準測定手順を確立しています。 これらの品質管理ルールにより、さまざまな研究所や組織によって生成された測定データが信頼される可能性があります。

品質管理とメンテナンス
積分球の測定値が長期間にわたって信頼性を維持できるようにするには、定期的な品質の監視とメンテナンスが必要です。 測定の精度は、コーティングの劣化、汚れ、単純な経年変化などの要因によって影響を受ける場合があります。

したがって、球の内面を定期的に検査して、反射率の品質の変化を特定する必要があります。 球体の反射率がほこり、指紋、その他の不純物によって影響を受ける場合は、製造元の指示に従って適切なクリーニング方法を実行する必要があります。

さらに、追跡可能な反射率標準を使用した定期的な校正により、測定の不一致をチェックして修正することが不可欠です。 校正するときは、コーティングの反射率や検出器の応答の変動など、潜在的な誤差の原因を考慮することが重要です。

今後の展開
積分球や反射率標準用のコーティングの開発が進められているため、測定精度のさらなる向上が期待されています。

科学者は、より広い使用可能なスペクトル、より優れた色の一貫性、および蛍光や迷光の少ないコーティングの製造に取り組んでいます。 ナノマテリアルで作られたコーティング、最先端の製造方法、特殊な多層構造はすべて、これらの目的への潜在的なルートとして研究されています。

コーティングの特性評価方法の開発と強力な認証プロセスの導入の結果、コーティングの測定はより均一で信頼できるものになるでしょう。 これにより、さまざまな試験施設やゲージにわたってコーティングの品質を追跡し、比較できるようになります。

まとめ
光学測定の精度を向上させるには、スペクトル反射率標準の使用と積分球へのコーティングの使用が必要です。 正確で信頼できる測定結果は、コーティング材料の慎重な選択、改良されたコーティングプロセスの開発、コーティングの正確な特性評価と認証によって得られます。

積分球ベースの観察の長期的な精度は、追跡可能な反射率標準を使用した定期的な校正などの定期的な品質管理とメンテナンスによって確保できます。 とりわけ、光学、分光、材料科学は、技術のさらなる発展によって可能になる測定精度の向上から大きな恩恵を受けることになるでしょう。 積分球 コーティングと反射率の基準。

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