1.透反射

透射/反射光谱是材料本身的一项重要光学特性，在现今工业蓬勃发展的背景下，对材料本身特性的质量控制越来越严格，从而利用光谱仪进行快速准确的反射光谱/透射光谱的测量技术也开始日渐成熟。

1.1原理知识

在透过率测量时，象素n上的透过率是用当前样品、参考和背景数据按下面方程计算出来的：

式中T-----------透过率

Sample-----------样品透过强度值

Ref------------参考样片透过强度

Dark-----------背景数据

透过率的百分比在数学上与反射率是一样的，所以同样可以用于反射实验，反射测试中ref为参考板反射强度（如果需要测量**反射率值，需要在式中乘以系数C，C为参考反射板在每个波长的**反射率值）。

2.1应用背景

透射/反射光谱仪系统具有测量快速，准确，方便集成等优点，目前已经广泛应用到实验室检测、产品在线测试等应用。目前的主要应用在：

高分子材料反射/透射测试

建筑玻璃 反射/透射测试

在线 反射/透射测试

光伏压花玻璃 透射测试

干涉滤光片 透射测试

薄膜样品 反射/透射测试

各种晶体、塑料、纺织品等反射测试

平板、LCD、背光板、手机/平板油墨孔等透射测量

3.颜色测量

传统的测色方法直接用人眼观察，方法简单灵活，但是结果依赖于观测人员的经验和心理、生理等主观因素的影响，也依赖于观察条件，结果使得测量结果的准确性和公正性经常受到质疑，目前已经被光谱测色技术取代。

颜色的产生：

视网膜光感细胞、视网膜接收体、视觉信号传递

心理、生理、物理量

彩色、非彩色

颜色的特性：

色调Hue：又称色相，如红、绿、蓝等

明度Lightness：光亮度，与反射比有关

彩度Chroma：又称饱和度，颜色的纯度

人眼可分辨约13000种颜色

CIE1931-RGB系统所选用的三原色波长分别为700nm（R）、546.1nm（G）、435.8nm（B），在2度圆形视场范围内用相同数量的三原色刺激值匹配出等能白光（E光源）来确定三刺激值单位。匹配等能白光的（R）、（G）、（B）三原色单位的亮度比率为1：4.5907：0.0601，它们的辐亮度比率为72.0962：1.3791：1。

CIE1931-RGB系统的r、g、b值会出现负值，用起来不方便，又不易理解。所以在CIE1931—RGB系统的基础上，用三个假想原色X、Y、Z建立了一个新的色度系统，又称CIE1931-XYZ系统。其中X为红原色，Y为绿原色，Z为蓝原色。

4.透射/反射、颜色测量及常用配置

4.1透射测量

莱森光学的透过率光谱系统进行透过率测量时，一般采用积分球测量方式。积分球具有非常好的空间反射特性，透射光经过多次反射后会变得非常均匀，测结果稳定，重复性好，同时积分球良好的光学特性，使在测试不同性质的样品时都可以得到准确的测量结果。

图4-1 透过率光路示意图

这种光路多用于实验室内或工业在线测试；这种光路配置不需要接触样品表面，搭建方便，对样品形状没有严格要求，测试方便快速，搭配定制光学附件可应用于高温的产线环境，既适用于在线测试，也适用于实验室测量；对于有些特殊测量，如以不同入射角照射样品，测量材料透射比的变化情况，或者当测试样品具有不同的表面特性时，如光伏压花玻璃、平板油墨孔、OLED等光学玻璃可以定制**角度光学镜头及附件以不同角度用到积分球的方式进行测试。

4.2反射测量

图4-2 反射率光路示意图

使用莱森光学的iSpec-TMS100-IND光谱系统反射率测量，一般采用反射积分球测量光路，反射积分球内表面是完美的漫射体，具有非常均匀的空间反射特性，反射光在内表面经过多次反射后变得十分均匀，而且光强随之衰减；具有测量稳定，重复性好，结果准确等优点。（颜色测量可用同样光路。）

5.实验

5.1实验目的

测量共计13种布料纸片的反射率及颜色测量。

图5-1待测样品图

5.2实验仪器列表

5.3实验内容

按图4-2示意图搭建光路，在外部环境、光路不变的条件下，更换测试样品以及样品的测试面，测试不同样品光谱范围在350-1050nm的反射率及色坐标。实际搭建光路如图5-1所示。

图5-2  反射率测试实验实际光路图

5.4实验结果

色号1红色纸片（反光）

色号4白色纸片（反光）

色号2大红色布料（人造丝）

色号2蓝色纸片（反光）

色号2蓝色纸片（反光）

色号2蓝色纸片（反光）

色号5红色纸片（哑光）

色号8白色纸片（哑光）

4.9 色号12宝蓝色布料（人造丝）

4.10 色号23宝蓝色皮类

4.11 色号32水蓝色皮类

4.12 色号33天蓝色皮类

4.13 色号41紫罗兰色皮类

注：颜色测量结果是基于A光源下，观察角度2°模式下测量得到