La transmisión y la densidad óptica describen lo mismo en dos escalas: cuánta radiación deja pasar un material. La transmisión expresa la fracción transmitida de forma lineal en tanto por ciento, la densidad óptica la expresa de forma logarítmica: una OD de 1 significa un 10 % de transmisión, una OD de 3 significa un 0,1 %. Dado que los filtros de protección, las gafas de protección láser y los filtros de densidad neutra se especifican en OD mientras que los instrumentos indican el valor en tanto por ciento, convertir en ambas direcciones es una tarea habitual.
Esta calculadora abarca tres tareas: la densidad óptica a partir de una transmisión medida, la transmisión a partir de una densidad óptica indicada y la atenuación combinada cuando varios componentes se encuentran en la trayectoria del haz: ventana, filtro, mirilla. Para la combinación, las transmisiones se multiplican, no se suman; en la escala OD, en cambio, los valores se suman, lo que hace atractiva la escala logarítmica.
El cálculo se aplica a una longitud de onda y presupone que los valores de transmisión se refieren a esa misma longitud de onda. La transmisión se mide con un fotómetro o un espectrómetro; Opsytec fabrica ambos y los calibra en su propio laboratorio.
Todas las demás conversiones radiométricas están recopiladas en la calculadora de radiometría.
El cálculo se aplica a una única longitud de onda y a muestras ideales, no dispersivas. Las pérdidas por reflexión en las interfases ya están contenidas en una transmisión medida, pero no en un valor de material puro. Las evaluaciones relacionadas con la seguridad —por ejemplo, de filtros de protección— deben verificarse mediante mediciones calibradas adecuadas.
Fundamentos
La densidad óptica es el logaritmo decádico negativo de la transmisión: OD = −log₁₀(T), siendo T una fracción entre 0 y 1. Si la transmisión se indica en tanto por ciento, como es habitual, entonces OD = −log₁₀(T[%] / 100). La relación inversa es T = 10^(−OD) o T[%] = 10^(−OD) · 100. La densidad óptica es adimensional. En química, la misma magnitud se denomina absorbancia o extinción.
Si se suceden varios componentes, las transmisiones se multiplican: T_total = T₁ · T₂ · … · Tₙ. En la escala de OD, esto se convierte en una suma: OD_total = OD₁ + OD₂ + … + ODₙ.
Un filtro transmite el 1 %: OD = −log₁₀(0,01) = 2. Tres componentes con el 90 %, el 75 % y el 60 % dan T_total = 0,90 · 0,75 · 0,60 = 0,405 = 40,5 %, lo que corresponde a OD_total = 0,392.
La densidad óptica depende en gran medida de la longitud de onda. Una cifra de «OD 4» sin un rango de longitud de onda carece de valor: el mismo material puede tener OD 5 a 254 nm y OD 0,5 a 365 nm. En el caso de muestras dispersivas o turbias, una configuración sencilla capta muy poca luz y arroja una densidad óptica demasiado alta; para eso se requiere una esfera integradora. Y multiplicar las transmisiones no tiene en cuenta las reflexiones múltiples entre superficies muy próximas entre sí.
Preguntas frecuentes
OD = −log₁₀(T/100) cuando T se expresa en tanto por ciento. Una transmisión del 10 % da como resultado OD 1, el 1 % da OD 2 y el 0,1 % da OD 3. Cada nivel adicional de OD supone un factor de diez menos de radiación transmitida.
Se transmite una diezmilésima parte de la radiación incidente, es decir, un 0,01 %. Del mismo modo, OD 6 atenúa hasta una millonésima parte.
Aritméticamente sí — las tres son −log₁₀(T). Los términos proceden de diferentes campos: la densidad óptica de la tecnología de filtros, la absorbancia y la extinción de la espectroscopía.
Multiplique las transmisiones o sume las densidades ópticas: ambos métodos dan el mismo resultado. Dos filtros con OD 2 y OD 3 juntos dan OD 5, es decir, un 0,001 % de transmisión.
Porque la absorción de un material varía mucho a lo largo del espectro. Un vidrio de protección UV puede ser muy absorbente en el UV-C y transparente en el visible. Sin una longitud de onda, un valor de OD no es comparable; se mide de forma espectral, véase espectrómetros.
Un fotómetro para longitudes de onda individuales o un espectrómetro para la curva completa. En el caso de muestras que dispersan la luz, se añade una esfera integradora para captar también la luz dispersada.
Para la conversión sí, para la evaluación no. Los filtros de protección láser se clasifican según sus propias normas con niveles de protección; una simple conversión de DO no sustituye dicha evaluación. Para las pruebas de transmisión en procesos láser, consulte procesos láser y pruebas de transmisión.
Autor: Dr. Mark Paravia
El Dr.-Ing. Mark Paravia es el director gerente de Opsytec Dr. Gröbel GmbH en Ettlingen y dirige el laboratorio de calibración acreditado. Tras su investigación sobre descargas de excímero de xenón pulsado en el Instituto de Tecnología de Iluminación del KIT, su enfoque actual se centra en la tecnología de medición de radiación óptica. Es vicepresidente del Comité de Normas DIN FNL 7 «Radiación Óptica» y miembro del Grupo de Proyecto DVGW sobre Desinfección UV.
