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漫反射板揭秘:与漫射、扩散板的区别解析

2026-01-28

光反射的基础知识
在光学范畴内,光的反射是一种既常见又关键的现象。反射现象存在于所有具备折射率差的界面之上,主要可分为镜面反射和漫反射这两种类型。
镜面反射指的是平行光线在经过界面反射之后,会沿着某一特定方向平行射出,只能在特定的一个方向接收到反射光线,其反射面一般为光滑平面。而漫反射则是当一束平行的入射光线投射到粗糙表面时,由于表面上各点的法线方向不一致,致使反射光线朝着不同的方向无规则地反射出去,在各个不同的方向都能够接收到反射光线,其反射面为粗糙平面或者曲面。
需要留意的是,不管是镜面反射还是漫反射,都遵循光的反射定律,也就是反射光线、入射光线和法线都处于同一平面之内。
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漫反射的详细解析
漫反射,英文表述为“diffusereflection”,是指光线被粗糙表面无规则地向各个方向反射的现象。当光投射到粗糙表面时,我们可以把物体表面视作无数不同方向的微小镜面,这些镜面反射出的光方向各不相同,进而形成漫反射。
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漫反射与散射虽然存在相似之处,但也有明显区别。漫反射遵循光的反射定律,而散射是被投射波照射的物体表面曲率较大甚至不光滑时,其二次辐射波在角域上按一定规律作扩散分布的现象。当散射体为光波长的十分之一左右时,散射体的形变不再重要,可近似为圆球。
光的散射通常能够分为两类:一类是丁达尔效应,即颗粒浑浊媒质(颗粒线度略小于光的波长)的散射,其散射光的强度和入射光的波长关系不明显,散射光的波长与入射光相同;另一类是分子散射,光通过纯净媒质时,由于构成该媒质的分子密度涨落而被散射,分子散射的光强度和入射光的波长有关,但散射光的波长仍和入射光相同。
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漫反射在生活中有着诸多应用。例如,人们依据漫反射原理来测量光通量的大小;各种用于接收光学系统所成实像的屏幕,通常采用漫反射率高的漫反射面制作而成;实验室中常常使用毛玻璃的漫反射面来充当扩展光源;在电影院里,观众能够在不同座位上看到银幕上的画面,正是因为光在银幕上形成了漫反射。
此外,漫反射系数是一个重要的物理概念。当光照在一个物体表面时,若该物体表面为理想的平直面,除被物体吸收的光通量外,其他光通量都被这个理想平面反射出来,此时称为全反射或纯反射。一般而言,漫反射系数的平方与镜面反射系数平方的和为一。
光谱标定板的相关知识
光谱标定板的材质与作用
光谱标定板在光学系统中具有重要作用。其材质多种多样,例如一些光谱标定板采用进口的PTFE材料经过高温加工成型,具备防水功能,长久使用也不会掉粉和变黄。 某公司生产的光谱标定板具有独特优势,如能使照射激光形成均匀完整的漫反射光斑。在激光雷达系统测试与标定中,光谱标定板也发挥着关键作用。某公司的LiDAR专用测试板可用于激光雷达的目标距离校准,让激光雷达更准确地判断周围障碍物及其运动轨迹。某公司采用自主研发的技术工艺,其生产的光谱标定板其他规格的漫反射率、尺寸亦可以定制,均具有接近理想的朗伯特性和稳定性,能让激光雷达标定达到理想的测试效果。
光谱标定板的应用领域
光谱标定板在多个领域都有广泛应用。在光谱学领域,它可用于测量各种样品的反射率,例如硅片、陶瓷、毛面玻璃、塑料等。某公司的光谱标定标准白板能给出漫反射比值,反射比值高达99%,且在紫外可见近红外(200 - 2500nm)宽光谱谱段内光谱平坦,是具有朗伯特型反射体的产品,能够配合光谱仪和光源组合成一个漫反射测试系统。 在比色法、辐射线测定和机器视觉应用等方面,光谱标定板也不可或缺。例如,Spectralon白色、灰度和彩色光谱标定标准板,就适用于这些领域,其具有漫反射与视角无关、耐用、稳定、可清洗等优点。 在军事领域,某公司更紧凑的Spectralon光谱标定目标板通常被用于测试激光测距仪。
光谱标定板的使用注意事项
对于光谱标定标准板的包装,每件产品中,用于光谱标定标准板应采用正反交织叠放方式,而不是直接叠放。 在存放方面,Spectralon光谱标定标准板应存放在干净的实验室环境中。除非在使用期间,建议将其保存在塑料袋或有盖的盒子中。若Spectralon光谱标定标准板暴露于极端温度和湿度条件后,例如在运输过程中,应让其在实验室环境中放置2小时。 对于光谱标定光电开关,在多个光电开关并列使用的场合,有可能产生相互干扰,并因此可能产生误动作,需要特别注意。
漫射板与扩散板的区别
材质方面
导光板大多采用PMMA材质,而扩散板大多采用PC材质。
作用方面
导光板的主要作用是引导光源均匀发散到整个面板上,更有效地控制光的布局以及充分利用光源。 扩散板主要用于打散光通量,同时还具有保护光学材料免受损害的作用。
漫射光(扩散光)是各种角度的光混合在一起,日常中的生活用光几乎都是扩散光。偏光则是在垂直于传播方向的平面内,光矢量只沿着某一个固定方向振动的光,通常利用偏光板来阻止特定方向的反射。平行光则是照射角度一致的光,太阳光就是平行光。
通过对漫反射以及相关光学元件的深入了解,我们可以更好地应用这些知识,推动光学技术在各个领域的发展与创新。
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