Plusieurs fondements théoriques de la diffusion de la lumière à connaître！

1. Paramètres de caractérisation des propriétés optiques de base des films de diffusion de la lumière

Pour décrire avec précision l'effet de diffusion du film de diffusion de la lumière, il faut d'abord définir l'indice photométrique du film de diffusion de la lumière, puis quantifier avec précision les propriétés optiques de base du film de diffusion de la lumière en surface.

(1) transmittance et haze : la transmittance représente le rapport entre le flux lumineux traversant l'échantillon et le flux lumineux incident sur l'échantillon, c'est-à-dire la transmittance totale, exprimée par τ t. τ 1 représente l'intensité lumineuse de la lumière incidente, et τ 2 représente l'intensité lumineuse totale transmise à travers l'échantillon, donc :

La brume représente le rapport entre le flux de lumière diffusée et le flux de lumière transmise qui s'écarte de la direction de la lumière incidente à travers l'échantillon, ce qui reflète l'effet de diffusion de la lumière passant à travers l'échantillon. Exprimé par H (dans cette expérience, seuls les flux de lumière diffusée s'écartant de plus de 2,5 degrés de la direction de la lumière incidente sont utilisés pour calculer la brume).

(2) Flux lumineux : la partie du flux radiant qui peut stimuler l'œil humain est appelée flux lumineux, exprimé par le caractère φ, l'unité est le lumen (lm), la formule de définition :

2la base théorique de la diffusion de la lumière.

2.1 Mécanisme de diffusion de la lumière et classification.

La diffusion de la lumière désigne le phénomène selon lequel la lumière se diffuse dans toutes les directions après avoir traversé un matériau non uniforme et s'être écartée de sa direction d'incidence. Dans le cas de la diffusion d'une seule particule, les particules peuvent être divisées en plusieurs petits dipôles électriques. Lorsque la lumière passe, chaque dipôle est excité et vibre sous l'effet du champ électromagnétique externe. La fréquence de vibration du dipôle est la même que celle du champ d'excitation externe, de sorte que le rayonnement secondaire est diffusé dans toutes les directions. En un point P infiniment éloigné, la superposition de chaque onde dipolaire diffusée forme le champ diffusé de ce point.

La diffusion de Rayleigh et la théorie de la diffusion de Michaelis (théorie de la diffusion de Mie) sont les théories scientifiques les plus couramment utilisées pour étudier le phénomène de la diffusion de la lumière. En fonction de la taille des particules diffusées, la diffusion de la lumière peut être divisée en deux types : le premier est celui où la taille des particules diffusées est égale ou supérieure à la longueur d'onde λ de la lumière incidente, ce que l'on appelle la diffusion de Mie. La théorie de la diffusion de Mie est un algorithme classique pour résoudre la solution analytique de l'interaction entre les diffuseurs sphériques et les champs électromagnétiques. D'autre part, la taille des particules diffusées est inférieure à 1 × 5-1 × 10, ce que l'on appelle la diffusion de Rayleigh.

2.2 Théorie de la diffusion de Mie.

La taille des particules de diffusion utilisées dans cet article est inférieure à 5 μ m, ce qui correspond au champ d'application de la théorie de la diffusion de Mie.
La sphère de diffusion régulière est représentée sur la figure 2-1. Selon la théorie de la diffusion de Mie, la lumière polarisée linéairement de longueur d'onde λ et d'intensité I 0 se propage positivement le long de l'axe z, et la direction de vibration du champ électrique est parallèle à l'axe x. Le centre sphérique de la particule diffusée est l'origine des coordonnées O, le diamètre est d et l'indice de réfraction par rapport au milieu environnant est m.

L'intensité de la lumière diffusée d'un certain point P dans le champ de lumière diffusée est alors la suivante

Dans la formule, r est la distance entre le point P et le centre de la sphère, θ est l'angle de diffusion, et 1 et 2 sont les fonctions d'intensité de la lumière polarisée diffusée dans la direction orthogonale, qui peuvent être exprimées comme suit :

Selon la théorie de la diffusion de Mie, les expressions des fonctions d'amplitude de diffusion sont les suivantes :

Où un_n et b_n sont les coefficients de diffusion de Mie, et les expressions sont les suivantes :

Où z signifie an ou ma. Jn+1/2 (z) ; H (2) naught 1 beat 2 désigne respectivement la fonction de Bessel d'ordre semi-intégral et la fonction de Hank de deuxième espèce. L'autre représente la fonction de diffusion, et l'expression est la suivante :

Où Pn et P (1) n désignent respectivement la fonction de Legendre et la fonction de Legendre du premier ordre.

Selon la théorie de la diffusion de Mie, l'intensité de la lumière diffusée de P en un certain point du champ de lumière diffusée est liée au diamètre et à l'indice de réfraction relatif des particules. L'indice de réfraction relatif et le diamètre des particules diffusées affectent les caractéristiques de diffusion, qui peuvent être prédites par la théorie de la diffusion de Mie. D'après la présentation du diffuseur de lumière dans le premier chapitre, les diffuseurs de lumière organiques sont principalement utilisés sur le marché à l'heure actuelle, notamment le PMMA, le silicone, le PS, etc. Les indices de réfraction de ces trois matériaux sont respectivement de 1,49, 1,43 et 1,55. Dans cette expérience, la résine de la matrice est une résine durcissable aux UV, et son indice de réfraction est de 1,49. L'indice de réfraction relatif m des trois types de diffuseurs optiques est respectivement de 1, 0,96 et 1,04. Afin d'obtenir les meilleures propriétés du film de diffusion, nous choisissons des microsphères de silicone et de PS comme diffuseurs de lumière. Les effets de la taille des particules, de la concentration du dopage et de l'épaisseur du film de diffusion sur le film de diffusion sont vérifiés par simulation logicielle et expériences. Pour plus de détails, voir la décomposition suivante.