Spectralon — это фторполимер , который имеет самую высокую диффузную отражательную способность среди всех известных материалов или покрытий в ультрафиолетовой , видимой и ближней инфракрасной областях спектра. [1] Он демонстрирует сильное ламбертовское поведение и может быть обработан в самых разных формах для создания оптических компонентов, таких как калибровочные мишени , интегрирующие сферы и оптические резонаторы накачки для лазеров . [1] [2] [3]
Коэффициент отражения Spectralon обычно составляет >99% в диапазоне от 400 до 1500 нм и >95% в диапазоне от 250 до 2500 нм. [1] Однако доступны марки с добавлением углерода для достижения различных уровней серого. [5] Материал состоит из порошка ПТФЭ , который был спрессован в твердые формы и спечен для стабильности, с приблизительно 40% объемом пустот для улучшения рассеивания света. [6] Поверхностное или подповерхностное загрязнение может снизить коэффициент отражения на крайних верхних и нижних концах спектрального диапазона. Материал также является высоколамбертовским на длинах волн от 257 нм до 10 600 нм, хотя отражательная способность уменьшается на длинах волн за пределами ближнего инфракрасного диапазона. Spectralon демонстрирует поглощение при 2800 нм, затем сильно поглощает (<20% отражения) от 5400 до 8000 нм. Хотя высокая диффузная отражательная способность обеспечивает эффективную лазерную накачку , материал имеет довольно низкий порог повреждения — 4 джоуля на квадратный сантиметр, что ограничивает его применение в системах с низкой мощностью. [7]
Ламбертовское отражение возникает из поверхности материала и непосредственной подповерхностной структуры. Пористая сеть термопластика производит множественные отражения в первых нескольких десятых миллиметра. Spectralon может частично деполяризовать отражаемый им свет, но этот эффект уменьшается при больших углах падения. [8] Несмотря на то, что он чрезвычайно гидрофобен, эта открытая структура легко поглощает неполярные растворители, смазки и масла. Примеси трудно удалить из Spectralon; поэтому материал следует содержать в чистоте, чтобы сохранить его отражательные свойства.
Материал имеет твердость, примерно равную твердости полиэтилена высокой плотности , и термически стабилен до > 350 °C. [1] Он химически инертен ко всем, кроме самых сильных оснований, таких как амид натрия и органо-натриевые или литиевые соединения. Материал чрезвычайно гидрофобен . [1] Сильное загрязнение материала или повреждение оптической поверхности можно устранить путем шлифования под струей проточной воды. [ требуется цитата ] Эта поверхностная отделка восстанавливает изначальный рельеф поверхности и возвращает материалу его первоначальную отражательную способность. Испытания на атмосферостойкость материала не показывают повреждений при воздействии атмосферного УФ-потока [ требуется цитата ] . Материал не показывает признаков оптической или физической деградации после длительного испытания погружением в морскую воду [ требуется цитата ] .
Доступны три сорта отражающего материала Spectralon: оптический, лазерный и космический. Spectralon оптического класса имеет высокую отражательную способность и ламбертовское поведение и используется в основном в качестве эталонного стандарта или цели для калибровки спектрофотометров. Spectralon лазерного класса обладает теми же физическими характеристиками, что и материал оптического класса, но имеет другую формулу смолы, которая обеспечивает улучшенные характеристики при использовании в резонаторах лазерной накачки. Spectralon используется в различных лазерах с «боковой накачкой». [7] Spectralon космического класса сочетает высокую отражательную способность с чрезвычайно ламбертовским профилем отражательной способности и используется для наземного дистанционного зондирования .
Оптические свойства Spectralon делают его идеальным в качестве опорной поверхности в дистанционном зондировании и спектроскопии. Например, он используется для получения отражательной способности листьев и двунаправленной функции распределения отражательной способности (BRDF) в лаборатории. Его также можно применять для получения флуоресценции растительности с использованием линий Фраунгофера . [9] Spectralon позволяет удалять вклады в испускаемый свет, которые напрямую связаны не со свойствами поверхности (листа), а с геометрическими факторами.
Spectralon был разработан компанией Labsphere и доступен с 1986 года. [10]