透過率と光学濃度は、材料がどれだけ放射線を透過させるかという同じ事象を2つの尺度で表したものです。透過率は透過した割合を百分率で線形に示し、光学濃度は対数的に示します。OD 1は透過率10 %を意味し、OD 3は0.1 %を意味します。保護フィルタ、レーザー保護メガネ、ニュートラルデンシティフィルタはODで規定される一方、測定器は百分率で表示するため、両方向への換算は日常的な作業です。
この計算ツールは3つの用途に対応しています。測定した透過率から光学濃度を求めること、規定された光学濃度から透過率を求めること、そして窓、フィルタ、覗き窓など複数の部品が光路上にある場合の複合減衰量を求めることです。複合減衰量を求める際、透過率は加算ではなく乗算されます。一方、OD尺度では値が加算されるため、この対数尺度が扱いやすいものとなっています。
この計算は単一波長に対して適用され、透過率の値が同じ波長を基準にしていることを前提としています。透過率はフォトメータまたはスペクトロメータで測定されます。Opsytecはこの両方を製造しており、自社の校正機関で校正を行っています。
その他すべての放射測定に関する換算については、放射測定計算ツールにまとめてあります。
基礎知識
光学濃度は透過率の負の常用対数です。OD = −log₁₀(T)、T は0～1の割合です。透過率が通常どおりパーセントで表される場合は、OD = −log₁₀(T[%] / 100) となります。逆に T = 10^(−OD) または T[%] = 10^(−OD) · 100 です。光学濃度は無次元量です。化学分野では同じ量が吸光度またはエクスチンクションと呼ばれます。
複数の構成要素が連続する場合、透過率は掛け合わされます。T_total = T₁ · T₂ · … · Tₙ。OD スケールでは、これが加算になります。OD_total = OD₁ + OD₂ + … + ODₙ。
あるフィルタが1 %を透過する場合、OD = −log₁₀(0.01) = 2 となります。90 %、75 %、60 %の3つの部品を組み合わせた場合、T_total = 0.90 · 0.75 · 0.60 = 0.405 = 40.5 % となり、OD_total = 0.392 に相当します。
光学濃度は波長に強く依存します。波長範囲を示さない「OD 4」という数値は無意味です。同じ材料でも254 nmではOD 5、365 nmではOD 0.5になることがあります。散乱性や濁った試料の場合、単純な測定系では集光量が少なすぎて光学濃度が過大に算出されるため、積分球が必要になります。また、透過率を単純に乗算する方法では、近接した面の間の多重反射が考慮されません。
よくあるご質問
T が百分率で示されている場合、OD = −log₁₀(T/100)です。透過率10 %はOD 1、1 %はOD 2、0.1 %はOD 3となります。OD が1段階上がるごとに、透過する放射は10分の1になります。
入射放射の1万分の1が透過します。つまり0.01 %です。したがって、OD 6は100万分の1まで減衰させます。
算術的には同じです — いずれも−log₁₀(T)です。これらの用語は異なる分野に由来しており、光学濃度はフィルタ技術から、吸光度と消光は分光法から来ています。
透過率を掛け合わせるか、光学濃度を足し合わせます。どちらも同じ結果になります。OD 2 と OD 3 のフィルタを組み合わせると合計 OD 5 となり、透過率は0.001 %になります。
材料の吸収特性は波長によって大きく異なるためです。UV保護ガラスはUV-Cでは高い吸収性を示す一方、可視光では透明である場合があります。波長を伴わないOD値は比較できません。OD値は分光測定によって求められます。詳しくは分光放射計をご覧ください。
単一波長には光度計、全体のカーブにはスペクトロメータが使用されます。散乱性のある試料の場合、散乱光も捕捉できるように積分球が追加されます。
換算には使用できますが、評価には使用できません。レーザー保護フィルタは独自規格による保護等級で分類されており、単純なOD換算はその評価に代わるものではありません。レーザープロセスにおける透過率試験についてはレーザープロセス&透過率試験をご覧ください。
