שידור (Transmission) ואחיזה אופטית (OD) מתארים את אותו הדבר בשני סקאלות: כמה קרינה חומר מסוים מעביר. השידור מציין את החלק המועבר באופן לינארי באחוזים, ואילו האחיזה האופטית מציינת אותו באופן לוגריתמי – OD של 1 פירושו 10 % שידור, OD של 3 פירושו 0.1 %. מכיוון שמסננים מגנים, משקפי הגנה מלייזר ומסנני צפיפות נויטרלית מוגדרים ב-OD בעוד שמכשירי מדידה מדווחים באחוזים, ההמרה בשני הכיוונים היא עבודה יומיומית.
מחשבון זה מכיל שלוש משימות: חישוב אחיזה אופטית משידור נמדד, חישוב שידור מאחיזה אופטית נתונה, וחישוב ההחתתה המשולבת כאשר כמה רכיבים ממוקמים במסלול הקרן – חלון, מסנן, זכוכית תצוגה. לצורך השילוב, ערכי השידור מוכפלים ולא מסוכמים; בסקאלת ה-OD, לעומת זאת, הערכים מסוכמים, וזה מה שהופך את הסקאלה הלוגריתמית לנוחה לשימוש.
החישוב חל על אורך גל אחד ומניח כי ערכי השידור מתייחסים לאותו אורך גל. השידור נמדד באמצעות פוטומטר או ספקטרומטר – חברת Opsytec מייצרת את שני סוגי המכשירים ומכיילת אותם במעבדה שלה.
כל ההמרות הרדיומטריות הנוספות מכונסות במחשבון הרדיומטריה.
יסודות
צפיפות אופטית היא הלוגריתם העשרוני השלילי של השקיפות: OD = −log₁₀(T), כאשר T הוא שבר בין 0 ל-1. אם השקיפות ניתנת באחוזים כמקובל, אז OD = −log₁₀(T[%] / 100). ההיפך הוא T = 10^(−OD) או T[%] = 10^(−OD) · 100. הצפיפות האופטית היא גודל חסר יחידות. בכימיה אותו גודל נקרא ספיגתיות (absorbance) או הכחדה (extinction).
כאשר מספר רכיבים באים בזה אחר זה, השקיפויות מוכפלות זו בזו: T_total = T₁ · T₂ · … · Tₙ. בסולם ה-OD זה הופך לחיבור: OD_total = OD₁ + OD₂ + … + ODₙ.
מסנן מעביר 1 %: OD = −log₁₀(0.01) = 2. שלושה רכיבים עם 90 %, 75 % ו-60 % נותנים T_total = 0.90 · 0.75 · 0.60 = 0.405 = 40.5 %, בהתאמה ל-OD_total = 0.392.
הצפיפות האופטית תלויה מאוד באורך הגל. ערך של "OD 4" ללא ציון טווח אורכי גל הוא חסר ערך — אותו חומר עשוי להראות OD 5 ב-254 nm ו-OD 0.5 ב-365 nm. עבור דגימות מפזרות או עכורות, מערך פשוט אוסף מעט מדי אור ומדווח על צפיפות אופטית גבוהה מדי; במקרה כזה יש להשתמש בכדור אינטגרציה. כמו כן, הכפלת ערכי התמסורת מתעלמת מהחזרות מרובות בין משטחים הממוקמים קרוב זה לזה.
שאלות נפוצות
OD = −log₁₀(T/100) כאשר T נתון באחוזים. שידור של 10 % נותן OD 1, שידור של 1 % נותן OD 2, ושידור של 0.1 % נותן OD 3. כל שלב OD נוסף פירושו מקדם של פי עשרה בהפחתת הקרינה המועברת.
חלק אחד מעשרת אלפים מהקרינה הנופלת עובר, כלומר 0.01%. בהתאם לכך, OD 6 מנחית לרמה של חלק מיליוני אחד.
מבחינה אריתמטית כן — כל השלושה מוגדרים כ-−log₁₀(T). המונחים מקורם בתחומים שונים: צפיפות אופטית מטכנולוגיית מסננים, אבסורבנס והכחדה מתחום הספקטroskopiה.
הכפילו את חדירויות האור או חברו את הצפיפויות האופטיות — שתי הדרכים נותנות את אותה התוצאה. שני מסננים עם OD 2 ו-OD 3 נותנים יחד OD 5, כלומר חדירות של 0.001 %.
מפני שהבליעה של חומר משתנה בצורה משמעותית לאורך הספקטרום. זכוכית מגן מפני UV יכולה להיות בעלת בליעה גבוהה בתחום ה-UV-C ושקופה בתחום הנראה. ללא אורך גל, ערך OD אינו ניתן להשוואה — הוא נמדד באופן ספקטרלי, ראו ספקטרומטרים.
פוטומטר לאורך גל בודד או ספקטרומטר לעקומה כולה. עבור דגימות מפזרות מוסיפים כדור אינטגרציה כדי שגם האור המפוזר יילכד.
עבור ההמרה כן, עבור ההערכה לא. מסנני הגנה מפני לייזר מסווגים לפי תקנים משלהם עם דרגות הגנה; המרת OD פשוטה אינה מחליפה הערכה זו. לבדיקת שקיפות בתהליכי לייזר ראו תהליכי לייזר ובדיקת שקיפות.
מחבר: ד"ר מארק פאראביה
ד"ר מארק פאראביה הוא המנהל המורשה של Opsytec Dr. Gröbel GmbH באטלינגן ועומד בראש מעבדת הכיול המוכרת. בהמשך למחקרו על פריקות אקסימר קסנון פועמות במכון לטכנולוגיית תאורה של KIT, הוא מתמקד כיום בטכנולוגיית מדידת קרינה אופטית. הוא ממלא תפקיד סגן יו"ר בוועדת התקינה הגרמנית DIN FNL 7 "קרינה אופטית" וחבר בקבוצת הפרויקט של DVGW לחיטוי UV.
