摘要
涂敷于表面的黑色涂料可使表面光的反射降到最低程度。在光具座的情況下，機械外殼被涂成黑色以減少分光計中雜散光。通過反射測量表征涂敷了不同反射率特性的黑色涂料后表面的反射特性。在本應(yīng)用中，我們測量了涂敷有不同黑色涂料的印刷電路板的漫射、鏡面反射和全反射以評價每種涂料的反射特性。
背景
理論上，黑色表面應(yīng)吸收所有波長的光。
實際上，很多黑色遮光物是具有吸光率和反射特性的。
在光學(xué)涂層方面，波長作為函數(shù)精確地描述反射特性，這對于設(shè)計光學(xué)儀器是至關(guān)重要的。任何沒有被光具座涂料吸收的光變成雜散光，其具有達到探測器并影響儀器性能的可能。因為探測器不能區(qū)分通過樣品傳輸?shù)墓夂凸饩咦挟a(chǎn)生的雜散光，而雜散光的存在限制了可達到最大吸收水平。當(dāng)雜散光水平增加的時候，吸收光譜平直，直到達到最大吸收值并且沒有進一步的吸收被探測到。
為了提高儀器性能并能測量更高最大吸光量，使用吸光的黑色涂料可將雜散光減少到最低程度。利用光學(xué)設(shè)計部件，如低雜散光鏡片和遮擋雜散光的物理擋光板以減少雜散光并增加最大吸光量和儀器性能。
大多數(shù)黑色涂料不完全是黑色的，因此通過反射測量來描述表面的反射特性。測量目的是鑒別涂料在波長范圍內(nèi)的將反射降到最低程度。
測量方案
使用反射探頭測量涂有三種黑色涂料（無光澤黑色涂料、有光澤黑色涂料和黑色黑板涂料）的印刷電路板。
測量設(shè)備：
由于樣品具有相對低的反射率，因此，使用了灰色標(biāo)準(zhǔn)樣品（~20%漫反射系數(shù)）。
積分時間范圍：20-120ms，平均次數(shù)：5—20。
反射探頭收集來自樣品被照明的相同角度的光，用于鏡面反射或漫反射測量。它由一個在中心的單獨光纖和四圍的6個照明光纖組成，具有25°全角度視野。如圖所示，每個照明光纖從光源射出一個錐形光，所有這些光在樣品的中心重疊，這正好是中心接收光纖“看”的地方。
如上圖所示，環(huán)形架用于支撐測量用的反射探頭夾具，黑色遮光罩用于保護測量不受周圍光的直接照射。測量采樣使用帶有表面涂覆材料的RPH-1反射探頭支架，可以搭配45°（漫反射率）和90°（鏡面反射率）的探頭來進行測試。
測量結(jié)果
圖3
如圖3的鏡面反射率數(shù)據(jù)表明黑板涂料反射最小，有光黑色涂料~10x以上。參考刻度數(shù)(有光黑色涂料為250%反射率）后可認定為：定義為“100%”的基準(zhǔn)值實際上是一個20%的漫反射率標(biāo)準(zhǔn)值。
圖4
圖4中顯示的漫反射率數(shù)據(jù)，我們看到：無光和有光黑色涂料實際上在可見光譜區(qū)很類似，這意味著：在眼睛可見顏色區(qū)域兩者非常類似，即使一個涂料反射了較多的光也是這樣。涂料樣品在近紅外區(qū)開始不同，這表明：無論給予的涂料是什么，它的光澤表明可能都是一個近紅外反射化合物。黑板涂料的漫反射率似乎比其他黑色涂料更高。但是，當(dāng)在45°角度照明和觀察的時候，反射探頭不是在完全顯示整個畫面，僅是漫反射率。
結(jié)論
在本例反射率應(yīng)用中，用R400-7-VIS-NIR反射探頭測量印刷電路板上的黑色涂料的漫反射率和鏡面反射率特性，得到的光譜數(shù)據(jù)可以用于選擇最佳光具座涂料以減少雜散光并提高儀器性能。
具有可用的模塊光譜學(xué)工具，一系列的擴展測量有可能進一步描繪這些樣品的特征，保證選擇可能最好的涂料。一個積分球如帶有內(nèi)置鎢鹵素光源的ISP-REF積分球測量在180度從樣品表面散射的光，能得到更精確和絕對的測量。也可用ISP-R系列反射率積分球，積分球的直徑范圍為30-80mm。
涵蓋不同波長范圍的光譜儀、光源和反射探頭能被與反射率標(biāo)準(zhǔn)和可選擇取樣附件相結(jié)合以進一步擴展測量。