检测光学系统中铝制结构材料的替代品--塑料的反射性能

背景

测试中使用包覆型铝制样品和两个不同热塑增强塑料（FRTP）玻璃纤维样品作为测试对象，如图1所示。此次研究目的是对样品进行镜面反射和漫反射测量，使用铝样品作为参考，评估作为替代品的塑料作为光学元件和应用材料的潜力。

图1 样品(a) 铝(b) FRTP1塑料, 与 (c) FRTP2 塑料

实验过程

样品分析采用了HR2000CG-UV-NIR光谱仪，并通过三个不同的光源，(DH-2000, HL-2000, 定制套管(如下图))和OceanView，如图2所示。使用定制套管的目的有两个：DY，塑料样品的复杂结构要求探头支架能够适用于小空间；第二，套管使探头与样品间的距离可以固定，因为反射数据取自同样距离的反射面（反射数据之间进行比较的关键条件）。

结果

测量结果中，三组样品使用同一个反射标准（比如镜面反射标准）STAN-SSH 或WS-1，和光源。例如，表1(a) –(c)表示了每个样品在DH-2000光源和STAN-SSH 标准下的反射率测量数据。

考虑到塑料样品表面抛光度的不同，每种塑料采集尽量多的测试数据（这就是为什么每个图中有多个光谱）。对于FRTP2塑料，样品的特定区域表面是哑光，类似于喷砂表面，ZZ的FRTP2塑料测量都是在此区域.

结论

对于塑料样品，紫外可见和红外线漫反射有很大差异。在前面描述的FRTP2塑料的哑光区域和铝样品反射属性非常相似。与FRTP2塑料相比，FRTP1塑料样品没有表面抛光性能很大的变化和以及与FRTP2相似的哑光面。正如预期所料，镜面反射表现比表面抛光变化不那么敏感，但是FRTP2塑料哑光区域的漫反射更出众，与铝样品性能匹配。

根据测试数据，两种塑料样品与铝样品相比，近红外漫反射和镜面反射表现更好，从图7、8中可以看出，铝的近红外光谱反射率在~700nm处急剧增加。FRTP2塑料的哑光区域表现性能zui佳，甚至超过了铝样品的性能。

总而言之，FRTP2塑料的哑光区域从紫外线到近红外在研究中塑料分析中不论镜面还是漫反射都是表现zui优的。塑料在近红外吸光能力增加是对于光学结构材料是一大优势，特别是与铝样品在近红外的表现相比。此次研究的这些测试塑料都是光学应用和组件的潜在材料，推荐使用。此外，这次研究有一个趣味延伸，即在FRTP2和FRTP1塑料样品打磨后重新测量，观察表面光洁度因素去除后，抛光对反射性能的影响。

参考文献

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