적분구 검출기를 이용한 유리의 흡광도 측정

적분구 검출기와 Center Mount Sample Hoder를 이용한 흡광도 측정방법

열선흡수유리(색유리) 개발 시 전이원소에 의한 흡광계수를 사용하면 계산에 의해 원하는 색상의 분광스펙트럼을 Simulation 할 수 있으며, 이렇게 설계된 조성의 유리를 생산하려면 흡광도를 정확하게 측정할 필요가 있다.

투명한 경면(mirror surface) 유리에 대한 흡광도는 수식(1)을 사용하여 계산하는 것이 일반적이지만 Reference beam 위치에 전이원소가 전혀 포함되어 있지 않은 이상적인 유리를 설치하여 측정할 수 없기 때문에 수식(1)을 사용하려면 최대투과율 값을 계산하여 반영하여야 흡광도 계산이 가능하다.

최대투과율은 파장별 굴절율을 반영하여 계산할 수 있으나

아래 수식을 이용하면 측정한 투과율과 파장별 굴절율을 이용하여 내부투과율(internal transmittance)을 계산하고 역수의 대수값을 취하여 흡광도를 계산할 수 있다.

               여기에서 n : 파장별 굴절율

                           てx : 측정 투과율

투과율과 반사율을 동시에 측정할 수 있는 Center mount sample holder와 적분구 검출기를 사용하면 수식(2)를 사용하여 쉽게 흡광도를 계산할 수 있다. (표준물에 의한 측정 반사율 보정은 필요함.) 

다만 적분기의 직경이 150mm 미만인 검출기만 보유하고 있는 경우 center mount sample holder를 사용하는 것이 어려우므로 흡광도를 측정하려면 별도의 반사율 및 투과율 측정을 하여야 한다.

별도로 투과율 및 반사율을 측정하는 경우에는 측정빔의 크기 또는 측정 위치가 달라짐에 따라 측정 편차가 발생할 수 있으므로 측정값에 대한 validation도 고려하여야 한다.

적분구로 투과율와 반사율을 동시에 측정하는 방법은 난반사(diffuse reflectance)를 일으키는 혼탁한 액체 시료나 반투명 또는 불투명 고체 시료를 측정하는 경우에도 유용하게 사용할 수 있다.