꼭 알아야 할 빛 확산의 몇 가지 이론적 기초!

1. 광확산 필름의 기본 광학 특성 특성화 파라미터

광확산 필름의 확산 효과를 정확하게 설명하기 위해 먼저 광확산 필름의 광도 지수를 정의한 다음 표면 광확산 필름의 기본 광학적 특성을 정확하게 정량화합니다.

(1) 투과율 및 헤이즈: 투과율은 샘플을 통과하는 광속과 샘플에 입사하는 광속의 비율, 즉 총 투과율을 나타내며 τ t로 표현됩니다. τ 1은 입사광의 광도를 나타내고 τ 2는 샘플을 통해 투과되는 총 광도를 나타낸 다음, τ 3은 시료를 통해 투과되는 총 광도를 나타냅니다:

헤이즈는 시료를 통과하는 빛의 산란 효과를 반영하는 투과 광속 대비 산란 광속의 비율로, 시료를 통과하는 입사광의 방향에서 벗어난 광속을 나타냅니다. H로 표현(이 실험에서는 입사광 방향에서 2.5도 이상 벗어난 산란 광속만 헤이즈를 계산하는 데 사용됨).

(2) 광속: 사람의 눈을 자극할 수 있는 광속의 일부를 광속이라고 하며, 문자 φ로 표현되며 단위는 루멘(lm), 정의 공식입니다:

2광 산란의 이론적 근거.

2.1 빛의 산란 메커니즘 및 분류.

빛의 산란은 빛이 균일하지 않은 물질을 통과한 후 입사 방향에서 벗어나 모든 방향으로 확산되는 현상을 말합니다. 단일 입자 산란의 경우 입자는 여러 개의 작은 전기 쌍극자로 나눌 수 있습니다. 빛이 통과하면 각 쌍극자는 외부 전자기장으로 인해 여기되어 진동합니다. 쌍극자의 진동 주파수는 외부 여기장의 진동 주파수와 동일하므로 이차 방사선은 모든 방향으로 산란됩니다. 무한히 멀리 떨어진 지점 P에서 각 쌍극자 산란파의 중첩이 해당 지점의 산란장을 형성합니다.

레이리 산란과 마이클리스 산란 이론(미에 산란 이론)은 빛의 산란 현상을 연구하는 데 가장 일반적으로 사용되는 과학 이론입니다. 산란된 입자의 크기에 따라 빛의 산란은 두 가지로 나눌 수 있는데, 하나는 산란된 입자의 크기가 입사광의 파장 λ보다 크거나 같은 경우를 미에 산란이라고 합니다. 미에 산란 이론은 구형 산란자와 전자기장 사이의 상호작용에 대한 해석적 해를 풀기 위한 고전적인 알고리즘이며, 다른 하나는 산란 입자의 크기가 1 × 5-1 × 10 미만인 경우로, 이를 라일리 산란이라고 합니다.

2.2 미에 산란 이론.

이 논문에서 다루는 확산 입자의 크기는 미에 산란 이론의 적용 범위에 속하는 5μm 미만입니다.
규칙적인 산란 구는 그림 2-1에 나와 있습니다. 미에 산란 이론에 따르면 파장 λ, 강도 I 0의 선형 편광은 z축을 따라 양으로 전파되고 전기장 진동 방향은 x축과 평행합니다. 확산 입자의 구면 중심은 좌표 원점 O, 직경은 d, 주변 매질에 대한 굴절률은 m입니다.

그러면 산란광 필드에서 특정 지점 P의 산란광 강도는 다음과 같습니다.

공식에서 r은 점 P와 구의 중심 사이의 거리, θ는 산란 각도, 1과 2는 직교 방향으로 편광된 산란광의 세기 함수로 다음과 같이 표현할 수 있습니다:

미에 산란 이론에 따르면 산란 진폭 함수의 표현은 다음과 같습니다:

여기서_n 및 b_n 는 미에 산란 계수이며, 표현식은 다음과 같습니다:

여기서 z는 an 또는 ma를 의미합니다. Jn+1/2 (z); H (2) naught 1 비트 2는 각각 반적분 차수의 베셀 함수와 두 번째 종류의 행크 함수를 나타냅니다. 다른 하나는 산란 함수를 나타내며, 표현식은 다음과 같습니다:

여기서 Pn과 P (1) n은 각각 레제드레 함수와 1차 레제드레 함수를 나타냅니다.

미에 산란 이론에 따르면 산란광장의 특정 지점에서 P의 산란광 강도는 입자의 직경 및 상대 굴절률과 관련이 있습니다. 확산 입자의 상대 굴절률과 직경은 산란 특성에 영향을 미치며, 이는 미에 산란 이론으로 예측할 수 있습니다. 첫 번째 장에서 광 확산기에 대한 소개에 따르면 유기 광 확산기는 현재 PMMA, 실리콘, PS 등을 포함하여 현재 시장에서 주로 사용됩니다. 세 가지 재료의 굴절률은 각각 1.49, 1.43, 1.55입니다. 이 실험에서 매트릭스 수지는 자외선 경화성 수지이며 굴절률은 1.49입니다. 세 종류의 광학 디퓨저의 상대 굴절률 m은 각각 1, 0.96 및 1.04입니다. 확산 필름의 최상의 특성을 얻기 위해 실리콘과 PS 마이크로스피어를 광확산기로 선택합니다. 입자 크기, 도핑 농도, 확산막 두께가 확산막에 미치는 영향은 소프트웨어 시뮬레이션과 실험을 통해 확인했습니다. 자세한 내용은 다음 분해를 참조하세요.