色差仪的测量原理——反射测量的几何条件

色差仪从测量原理来说，可以分为反射测量和透射测量两种。本文简单介绍了色差仪反射测量的几何条件及应用反射测量几何条件的注意事项。

色差仪反射测量的几何条件

1漫射：8°，包含镜面成分（符号为：di：8°）

采样孔径被以其平面为界的半球内表面从各个方向均匀地照明，测量区域过充满。探测器对采样孔径区域的响应均匀，反射光束轴线和样品中心法线成8角，在接收光束轴线5°内的所有方向上，采样孔径反射的辐射是均匀的。

2 漫射：8°，排除镜面成分（符号为：de：8°）

满足di：8°的条件，但将单面的平面反射镜放置于采样孔径处时，没有光反射到探测器方向，而且在这个方向的1以内也没有镜面反射。

图1是实现漫射：8°几何条件示意图。分别使用反射平面与光陷阱，可以实现包含或排除镜面成分测量。

3  8’：漫射，包含镜面成分（符号为：8°：di）

满足di：8°的条件，但光路相反。采样孔径被与法线成8°角的光照明，以参考平面为界的半球收集采样孔径反射的各个角度的通量。

4  8’：漫射，排除镜反射成分（符号为：8*：de）

满足de：8°的条件，但光路相反。

5 漫射/漫射（符号为：d:d）

照明满足di：8*的条件，且以参考平面为界的半球收集采样孔径反射的各个角度通量。

6备选的漫射几何条件（符号为：d：0°）

一个备选漫射几何条件是出射方向沿着样品法线，这是严格的不包含镜反射的几何条件。

7  45环带/垂直（符号为：45°a：0°）

从顶点位于采样孔径中心，中心轴位于采样孔径法线上，半角分别为40°和50的两个正圆锥之间各个方向射来的光均匀地照明采样孔径；探测器从顶点位于采样孔径中心，中心轴沿样品法线方向、半角为5的正圆锥内均匀接收反射辐射。这种儿何条件可以将样品质地和方向选择性反射影响降至最低。如果这种照明几何条件是由多个光源以接近于圆形排列来近似得到，或者由多根出光口排列成圆形且被单个光源照明的光纤束近似得到，形成的几何条件叫作圆周/垂直几何条件（符号为：45*c：0°）。

8  垂直/45°环带（符号为：0°：45*a）

角度和空间条件满足45*a：0*的条件，但光路相反。因此采样孔径被垂直照明，反射辐射被中心与法线成45°角的环带接收。

9   45°单方向/垂直（符号为：45%x：0°）

角度和空间条件满足45 a・0°的条件，但辐射只从一个方位角发出。排除镜反射，突出样品质地和方向性的影响。符号ょ表示入射光束从某任意方位照射参考平面。图2是45°单方向/垂直几何条件示意图。

10  垂直/45单方向（符号为：0°：45%x）

角度和空间条件满足45%x：0°的条件，但光路相反。因此样品表面被垂直照明，从与法线成45°角的某个方位接收反射辐射。

应用反射测量几何条件的注意事项

1 当应用单光束积分球时，需要对由于样品的吸收而引起的积分球效率降低进行修正，否则仪器将给出非线性的测量结果。经修正的反射比见式（8）：

3 测量某些类型的样品（诸如逆反射材料），需要不同的几何条件或宽容度。如果应用特殊的照明和测量条件，需要进行特别说明。

4 使用积分球时，为遮挡样品和球壁人射孔或测量孔之间的直射光，需要使用表面涂白的挡屏。积分球开口的总面积不应超过球内反射面积的10%。

5 漫射样品能够将辐射散射到与其表面接近平行的方向上，在漫反射比测量中应包含这部分辐射。

6 当积分球用于荧光样品的测量时，照明系统的相对光谱功率分布将被样品的反射功率和发射功率替换。因此45 a・0*、45*x：0°、0*：45°a和0°：45°x条件更适合这种情况的应用。