文 林眉德 李晨 殷芳琴 張佳偉

光致變色鏡片的透射比特性會(huì)隨著光照強(qiáng)度和照射波長(zhǎng)發(fā)生可逆變化，光照越強(qiáng)，鏡片顏色越深，透射比越低，反之則透射比越高。作為光致變色鏡片的特性指標(biāo)，光致變色響應(yīng)值是指鏡片在褪色狀態(tài)下的光透射比和經(jīng)過15min光照后變色狀態(tài)下的光透射比之比，檢測(cè)光致變色響應(yīng)值有兩種模式，一種稱為在線檢測(cè)，即鏡片輻照和透射比檢測(cè)同時(shí)進(jìn)行（如圖1），一般為避免輻照光源對(duì)透射比檢測(cè)的干擾，兩路光路會(huì)呈一定的角度。另一種模式是離線測(cè)量，即先將鏡片輻照15min，然后快速移置鏡片進(jìn)行透射比檢測(cè)。市場(chǎng)上流行的變色鏡片初始褪色速度普遍較快，離線測(cè)量難度較大，因此大多數(shù)生產(chǎn)廠家都采用在線模式，但兩路光路的夾角β在設(shè)計(jì)時(shí)會(huì)有差異，有45o、30o、22.5o，本文著重探討角度差異對(duì)測(cè)量結(jié)果造成的影響。

圖1 光致變色在線測(cè)量圖

1 光照度和角度的關(guān)系

輻照光源為平行光，設(shè)輻照光源投射到照度計(jì)上的面積為dS1，照度為E1，投射到樣品的面積為dS2，照度為E2，則（忽略鏡片表面的弧度，假設(shè)是平面鏡片）。因照度和投射面積成反比，所以。因此照度計(jì)上檢測(cè)到的光照度與鏡片上并不一致，與兩光路的夾角有關(guān)。GB 10810.3-2006、ISO 8980-3:2013等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定檢測(cè)時(shí)樣品表面的光照度應(yīng)滿足（50000±5000）lx，但一般儀器都是設(shè)定照度計(jì)上檢測(cè)到的光照度是50000lx，當(dāng)β分別為45o、30o、22.5o時(shí)，鏡片上的光照度分別約為35335lx、43301lx、46193lx。要使鏡片上的光照度達(dá)到50000lx，照度計(jì)上的光照度分別約為70710lx、57735lx、54119lx。由于鏡片上光照度的不同，鏡片變色程度就不同，經(jīng)過15min光照后變色狀態(tài)下的光透射比就會(huì)有差異。

2 實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果

下面以實(shí)際的檢測(cè)為例進(jìn)行說明，實(shí)驗(yàn)在環(huán)境溫度23oC、濕度55%的條件下進(jìn)行，儀器采用的是原美國(guó)技術(shù)資源有限公司生產(chǎn)的PHA-002的光致變色光譜分析儀。實(shí)驗(yàn)樣品為上海市依視路光學(xué)有限公司生產(chǎn)的2片變色平光鏡片，中心厚度為2.00 mm，樣品變色狀態(tài)下為2 類，即

實(shí)驗(yàn)條件為照度計(jì)上的光照度為50000lx，但PHA-002的光致變色光譜分析儀的光路設(shè)計(jì)β為45o，要測(cè)試其他角度下的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，需要通過調(diào)整光照度來模擬，其他角度30o、22.5o、0o下的照度按 計(jì)算，分別為61237lx、65328lx、70710lx，在這四個(gè)照度下分別測(cè)量15min光照后變色狀態(tài)下的光透射比，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表1和圖2。

表1 各個(gè)角度下測(cè)量的變色狀態(tài)下的光透射比

圖2 光致變色鏡片在各角度下的光透射比

3 結(jié)論

從實(shí)際測(cè)量的結(jié)果可以得出，光致變色鏡片變色狀態(tài)下的可見光透射比隨兩路光路的夾角β增大而增大，在β為45°和0°的條件下，光透射比相差4%左右。若鏡片比處于2類和3類的分界處，則用不同β角設(shè)計(jì)的光致變色儀器可測(cè)出不同的分類，因此實(shí)驗(yàn)室在測(cè)量光致變色鏡片時(shí)應(yīng)充分考慮儀器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，否則可能出現(xiàn)誤判。