العديد من الأسس النظرية لانتشار الضوء التي يجب أن تعرفها！

1. معايير توصيف الخصائص البصرية الأساسية لأفلام الانتشار الضوئي

من أجل وصف تأثير انتشار طبقة انتشار الضوء بدقة، يتم أولاً تحديد المؤشر الضوئي لطبقة انتشار الضوء بدقة، ثم يتم تحديد الخصائص البصرية الأساسية لطبقة انتشار الضوء السطحي بدقة.

(1) النفاذية والضبابية: تمثل النفاذية نسبة التدفق الضوئي خلال العينة إلى التدفق الضوئي الساقط على العينة، أي النفاذية الكلية، ويعبر عنها بالرمز τ t. τ 1 تمثل شدة الضوء الساقط، و τ 2 تمثل شدة الضوء الكلي المنقول خلال العينة، ثم

يمثل الضباب نسبة تدفق الضوء المشتت إلى تدفق الضوء المرسل الذي ينحرف عن اتجاه الضوء الساقط عبر العينة، وهو ما يعكس تأثير تشتت الضوء المار عبر العينة. يُعبَّر عنه ب H (في هذه التجربة، يُستخدم فقط تدفقات الضوء المتناثرة التي تبعد أكثر من 2.5 درجة عن اتجاه الضوء الساقط لحساب الضباب)

(2) التدفق الضوئي: الجزء من التدفق الإشعاعي الذي يمكن أن يحفز العين البشرية يسمى التدفق الضوئي، ويعبر عنه بالحرف φ، والوحدة هي لومن (lm)، وصيغة التعريف

2الأساس النظري لتشتت الضوء.

2.1 آلية تشتت الضوء وتصنيفه.

يشير تشتت الضوء إلى ظاهرة انتشار الضوء في جميع الاتجاهات بعد مروره عبر مادة غير منتظمة وانحرافه عن اتجاه سقوطه. بالنسبة لتشتت الجسيم الواحد، يمكن تقسيم الجسيمات إلى العديد من ثنائيات الأقطاب الكهربائية الصغيرة. عندما يمر الضوء عبرها، يُثار كل ثنائي القطب ويهتز بسبب المجال الكهرومغناطيسي الخارجي. ويكون تردد اهتزاز ثنائي القطب هو نفسه تردد مجال الإثارة الخارجي، وبالتالي يتشتت الإشعاع الثانوي في جميع الاتجاهات. عند نقطة بعيدة بلا حدود P، يُشكِّل تراكب كل موجة ثنائية القطب مبعثرة المجال المشتت لتلك النقطة.

تُعد نظرية تشتت الضوء ونظرية تشتت الضوء (نظرية تشتت الضوء Mie) من أكثر النظريات العلمية استخدامًا لدراسة ظاهرة تشتت الضوء. ووفقًا لحجم الجسيمات المتناثرة، يمكن تقسيم تشتت الضوء إلى نوعين: أحدهما أن يكون حجم الجسيمات المتناثرة مساويًا للطول الموجي λ للضوء الساقط أو أكبر منه، وهو ما يسمى تشتت مي. نظرية التشتت Mie هي خوارزمية كلاسيكية لحل الحل التحليلي للتفاعل بين المشتتات الكروية والمجالات الكهرومغناطيسية، والنوع الآخر هو أن يكون حجم الجسيمات المبعثرة أقل من 1 × 5-1 × 10، وهو ما يسمى تشتت رايلي.

2.2 نظرية تشتت مي.

يبلغ حجم جسيمات الانتشار المتضمنة في هذه الورقة أقل من 5 ميكرومتر، وهو ما ينتمي إلى نطاق تطبيق نظرية تشتت مي.
يظهر مجال التشتت المنتظم في الشكل 2-1. وفقًا لنظرية التشتت Mie، ينتشر الضوء المستقطب خطيًّا بطول موجي λ وشدة I 0 بشكل موجب على طول المحور z، ويكون اتجاه اهتزاز المجال الكهربائي موازيًا للمحور x. المركز الكروي للجسيم المنتشر هو نقطة الأصل الإحداثي O، والقطر d، ومعامل الانكسار بالنسبة إلى الوسط المحيط هو m.

ثم شدة الضوء المتناثر لنقطة معينة P في مجال الضوء المتناثر هي

في هذه الصيغة، r هي المسافة بين النقطة P ومركز الكرة، و θ هي زاوية التشتت، و1 و2 هما دالتا شدة الضوء المستقطب المشتت في الاتجاه المتعامد، ويمكن التعبير عنهما على النحو التالي

وفقًا لنظرية التشتت Mie، تكون تعبيرات دوال سعة التشتت كما يلي:

حيث_n و ب_n معاملات تشتُّت مي هي معاملات تشتُّت مي، والتعبيرات كالآتي:

حيث z تعني z أو ma. ي ن+1/2 (ض)؛ ح (2) ح (2) نضرب 1 ضرب 2 تشير إلى دالة بيسل من الرتبة شبه التكاملية ودالة هانك من النوع الثاني على التوالي. وتمثل الدالة الأخرى دالة التشتت، ويكون التعبير على النحو التالي:

حيث تشير Pn و P (1) n إلى دالة Legendre ودالة Legendre من الرتبة الأولى على التوالي.

وفقًا لنظرية التشتت Mie، ترتبط شدة الضوء المتناثر P عند نقطة معينة في مجال الضوء المتناثر بقطر الجسيمات ومعامل الانكسار النسبي للجسيمات. سيؤثر معامل الانكسار النسبي وقطر الجسيمات المنتشرة على خصائص التشتت، والتي يمكن التنبؤ بها من خلال نظرية تشتت الضوء Mie. وفقًا لمقدمة ناشر الضوء في الفصل الأول، يتم استخدام ناشر الضوء العضوي بشكل أساسي في السوق في الوقت الحاضر، بما في ذلك PMMA والسيليكون وPS وما إلى ذلك. تبلغ مؤشرات الانكسار للمواد الثلاث 1.49 و1.43 و1.55 على التوالي. في هذه التجربة، راتينج المصفوفة هو راتينج قابل للعلاج بالأشعة فوق البنفسجية، ومعامل انكساره 1.49. يبلغ معامل الانكسار النسبي m للأنواع الثلاثة من الناشر البصري 1 و0.96 و1.04 على التوالي. من أجل تحقيق أفضل خصائص لفيلم الانتشار، نختار كريات السيليكون وPS المجهرية كناشر ضوئي. يتم التحقق من تأثيرات حجم الجسيمات وتركيز المنشطات وسماكة طبقة الانتشار على طبقة الانتشار عن طريق المحاكاة البرمجية والتجارب. لمزيد من التفاصيل، يرجى الاطلاع على التحلل التالي.