투과율과 광학밀도는 동일한 현상을 서로 다른 두 척도로 나타낸 것으로, 재료가 방사선을 얼마나 통과시키는지를 나타냅니다. 투과율은 투과된 비율을 백분율로 선형적으로 나타내고, 광학밀도는 이를 로그 척도로 나타냅니다 – OD 1은 투과율 10%를, OD 3은 투과율 0.1%를 의미합니다. 보호 필터, 레이저 보안경, 중성 밀도 필터는 OD로 규격이 정해지는 반면 측정기기는 백분율로 값을 표시하기 때문에, 양방향 변환은 일상적인 작업입니다.
이 계산기는 세 가지 작업을 다룹니다: 측정된 투과율로부터 광학밀도를 구하는 것, 지정된 광학밀도로부터 투과율을 구하는 것, 그리고 창, 필터, 관측창 등 여러 구성 요소가 광경로에 있을 때의 복합 감쇠를 구하는 것입니다. 복합 계산 시 투과율은 더하는 것이 아니라 곱해야 하며, 반면 OD 척도에서는 값이 더해지는데, 이것이 바로 로그 척도가 유용한 이유입니다.
이 계산은 하나의 파장에 대해 적용되며, 투과율 값이 동일한 파장을 기준으로 한다고 가정합니다. 투과율은 광도계 또는 분광기로 측정하며, Opsytec은 두 기기를 모두 제조하고 자체 실험실에서 교정합니다.
그 밖의 모든 복사측정 변환은 복사측정 계산기에 정리되어 있습니다.
기본 원리
광학밀도는 투과율의 음의 상용로그입니다: OD = −log₁₀(T), 여기서 T는 0에서 1 사이의 분율입니다. 투과율이 일반적으로 백분율로 주어지는 경우 OD = −log₁₀(T[%] / 100)이 됩니다. 역변환은 T = 10^(−OD) 또는 T[%] = 10^(−OD) · 100입니다. 광학밀도는 무차원입니다. 화학에서는 동일한 양을 흡광도 또는 소광도라고 합니다.
여러 구성 요소가 연속으로 이어지는 경우 투과율은 서로 곱해집니다: T_total = T₁ · T₂ · … · Tₙ. OD 척도에서는 이것이 덧셈이 됩니다: OD_total = OD₁ + OD₂ + … + ODₙ.
필터가 1 %를 투과하는 경우: OD = −log₁₀(0.01) = 2. 90 %, 75 %, 60 %인 세 부품의 경우 T_total = 0.90 · 0.75 · 0.60 = 0.405 = 40.5 %이며, 이는 OD_total = 0.392에 해당합니다.
광학 밀도는 파장에 크게 의존합니다. 파장 범위 없이 제시된 "OD 4"라는 수치는 의미가 없습니다 — 동일한 소재라도 254 nm에서는 OD 5이고 365 nm에서는 OD 0.5일 수 있습니다. 산란 또는 혼탁한 시료의 경우 단순한 구성으로는 수집되는 빛이 너무 적어 광학 밀도가 과도하게 높게 산출되며, 이런 경우에는 적분구가 필요합니다. 또한 투과율을 단순히 곱하는 방식은 인접한 표면 사이의 다중 반사를 무시하게 됩니다.
자주 묻는 질문
T가 백분율로 주어졌을 때 OD = −log₁₀(T/100)입니다. 투과율 10 %는 OD 1, 1 %는 OD 2, 0.1 %는 OD 3이 됩니다. OD가 한 단계씩 증가할 때마다 투과되는 복사량은 10분의 1로 줄어듭니다.
입사 복사의 1만분의 1이 투과되며, 이는 0.01 %에 해당합니다. 이에 따라 OD 6은 100만분의 1로 감쇠시킵니다.
산술적으로는 그렇습니다 — 세 가지 모두 −log₁₀(T)입니다. 이 용어들은 서로 다른 분야에서 유래했습니다: 광학 밀도는 필터 기술에서, 흡광도와 소광도는 분광학에서 나온 용어입니다.
투과율을 곱하거나 광학 밀도를 더하면 됩니다. 두 방법 모두 동일한 결과를 제공합니다. OD 2와 OD 3인 두 개의 필터를 함께 사용하면 OD 5가 되며, 이는 0.001% 투과율에 해당합니다.
재료의 흡수율은 스펙트럼 전반에 걸쳐 크게 달라지기 때문입니다. 자외선 보호 유리는 UV-C 영역에서는 흡수율이 매우 높지만 가시광선 영역에서는 투명할 수 있습니다. 파장이 없으면 OD 값은 비교할 수 없으며, 이는 분광학적으로 측정됩니다. 자세한 내용은 분광복사계를 참조하십시오.
단일 파장에는 광도계가 사용되며, 전체 곡선에는 분광계가 사용됩니다. 산란되는 시료의 경우 산란광도 함께 측정할 수 있도록 적분구가 추가됩니다.
환산의 경우는 예, 평가의 경우는 아닙니다. 레이저 보호 필터는 보호 등급이 있는 자체 표준에 따라 분류되며, 단순한 OD 환산이 해당 평가를 대체하지 않습니다. 레이저 공정에서의 투과율 시험에 대해서는 레이저 공정 및 투과율 시험을 참조하시기 바랍니다.
