Reflexion und Transmission

Das menschliche Auge benötigt reflektiertes Licht, um die Farbe oder Textur eines Objekts zu sehen, Konturen und Muster zu erkennen und um den Abstand zum Objekt einschätzen zu können. Für ein Spektralphotometer ist Reflexion einfach der Anteil des Lichts, der als Funktion der Wellenlänge von einer Oberfläche zurückgeworfen wird. Spektrale Reflexion registriert fast die gleichen Informationen wie das Auge, tut dies aber wesentlich stärker quantitativ und objektiv. Reflexionsmessungen können die Farbe und Textur einer Probenoberfläche identifizieren und für die Sortierung und Qualitätskontrolle Differenzen zwischen Objekten deutlich machen. Diese Messmethode leitet Informationen über das Material aus dem Licht ab, das von einer Probe absorbiert anstatt reflektiert wird. Die Messung kann ohne Beeinflussung der Probe beliebig oft wiederholt werden. 

Die Wissenschaft

Reflexion ist ein Sonderfall der diffusen Reflexion und bezieht sich auf das gerichtet reflektierte Licht von streulichtarmen, glatten Oberflächen. Neben dem Sensor benötigt ein Spektrometersystem eine Lichtquelle mit bekannten spektralen Eigenschaften. Das Reflexionsvermögen ist in hohem Maße abhängig vom Winkel α der Lichtquelle. Der einfachste Aufbau für Messungen bei α = 0° ist mit einem speziellen Lichtwellenleiter möglich, der das Licht zuführt und zum Detektor weiterleitet. Viele Reflexionsspektren weisen keine allzu klaren Strukturen auf. Hohe absolute Wellenlängengenauigkeit ist daher in vielen Fällen wesentlich wichtiger als ein gutes spektrales Auflösungsvermögen. 

Messungen diffuser Reflexionen

Die diffuse Reflexion (von rauen Oberflächen) liefert Informationen über die Farbe der Oberfläche. Bei diesem Verfahren ist die Position der Lichtquelle wichtig und in den meisten Fällen wird eine Lichtquelle mit breitbandiger Emission verwendet, z. B. eine Halogenlampe. Häufig genügt es, den Querschnittswandlereingang ohne zusätzliche Optik in die Nähe der zu messenden Oberfläche zu bringen. Es gibt Spektrometermodule, die speziell für die Farbmesstechnik entwickelt worden sind. Ihre hohe Reproduzierbarkeit und Lichtstärke bei mäßiger spektraler Auflösung entsprechen genau den Anforderungen für Probenmessungen in diesem Anwendungsfeld. 

 

Anwendungsbeispiele

  • Farbmessungen unterschiedlicher Oberflächen oder Materialien
  • Zustand und Vorhandensein von Beschichtungen
  • Anti-Reflex-Beschichtungen von Oberflächen unter Verwendung von Metallen oder dielektrischen Beschichtungen
  • Ellipsometrie
  • Bestimmung des Fettgehalts von Fleisch und Wurstwaren
  • Bestimmung des Feuchtegehalts von Getreide, Lebensmitteln und Zellulose
  • Identifikation von Kunststoff für Recycling und Entsorgung
  • Analyse der Papierqualität