03Feb.2023
分光光譜儀

光波長是什麼?了解頻率與波長,能量範圍應用看這邊!

目錄
1.光波長是什麼?
2.可見光、紅外光、紫外光是什麼?
3.光波長與顏色的關係為何?
  a.不同波長的光有不同的產業應用
4.光波長產品應用推薦
  a.大塚光學核心|多通道分光光譜儀MCPD9800

你有聽過「光波長」嗎?其實,「光波長」量測與應用的產品已經行之有年了。但還是有許多人對於「光波長」這個詞彙感到很陌生?甚至不瞭解其可應用於哪些產業上?若你也有相同困擾的話,那就看過來!這次本篇就來完整闡述「光波長」的相關內容,用最簡單的方式說明讓你輕鬆了解!
 

光波長是什麼?

『光波長』: 光波長是光的特性,它指的是光在空間中的一個周期的長度,以奈米(nm)為單位。光波長與光的頻率(頻率越大,波長越短)和能量(能量越大,波長越短)有關。
基本上,所謂的「光」其實就是指我們眼睛可以看到的可見光。
「可見光」也只是許多不同頻率的電磁波中的一段,這一段人眼可見的光介於380~780nm;比380nm稍短,則稱為「UV波段」,比780nm稍長,則稱為「IR波段」。
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「光」,其實就是一種能量傳播的方式。舉例來說:太陽光、 雷射光,皆是能量在特定的波長或波長段在做能量的傳輸。而在生活中,舉凡眼睛看到的所有事物都與「光」有關, 故研究各種「光」的特性,甚至利用「光」發展最新科技為不可或缺的話題。
 

可見光、紅外光、紫外光是什麼?

  • 可見光: 可見光是一種可以被人眼感知的光,其光波長在380nm到780 nm之間。它是最常見的光,用於照明,視覺信息傳送等。
  • 紅外光: 紅外光是一種波長在可見光更長的光,通常定義為780 nm到1 mm。紅外光可以被利用在遙控器,紅外線熱像儀,熱顯微鏡等。
  • 紫外光: 紫外光是一種波長比可見光更短的光,通常定義為380 nm以下。紫外光可以被利用在紫外線消毒,紫外線光譜分析等。但紫外光也有害人體的作用,例如皮膚曬傷,因此需要有適當的防護措施。

光波長與顏色的關係為何?

由於不同波長的「光」,在肉眼看起來是呈現不同顏色。故顏色是由不同比例的「波長光」混合而成。基本上,肉眼可見的「光」全部混合起來為白色光。舉例來說,太陽光在不同時段看起來就會呈現不同顏色,那是因為不同「光波長」被散射的緣故;而在黃昏時候太陽較接近地平線,較多的藍光被散射掉了只剩下紅光,故天空看起來會是接近紅色;而在白天的時候,因為所有波長的太陽光皆能穿透大氣層,所以看起來是白色的。
散射
白天天空呈現藍/白色,黃昏時呈現黃/紅色
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(白光在透過菱鏡時會將波長分開,呈現彩色的模樣)

不同波長的光有不同的產業應用

既然「光」是能量的傳遞, 就不能不提到「光子」的存在。就如同電流一樣,電流由電子來作為能源傳遞的載子,由正極到負極;而「光」則由「光子」為能量傳遞的載子,從發光端經過空氣的傳播及物體表面的反射,進入到我們的眼睛或感測器中。而在Uv~IR光中,不同種類的「光」也有不同的應用方法,其主要在產業中的各種應用舉例如下:
  顏色/稱呼 波長範圍 產業應用例
極紫外線   10nm以下 半導體曝光機光源
遠紫外線 UV-V 10-200nm 半導體曝光機光源(只出現在真空狀態)
近紫外線 UV-C 200-280nm 殺菌
近紫外線 UV-B 280-315nm 電子&光學部品等黏接, 乾燥, 印刷, 硬化, 光成形, 鍍膜
近紫外線 UV-A 315-380nm
可視光 380-450nm LED 照明, 有機LED照明, 各種顯示器, 投影機, 植物燈, 雷射電視, 可視光通訊, 光碟, 雷射加工
可視光 450-495nm
可視光 495-570nm
可視光 570-590nm
可視光 590-620nm
可視光 620-750nm
紅外線 近紅外線 0.75-2um 暗室裝置, 夜視鏡, 光纖通訊, 光無線通訊, 檢查CCD
紅外線 中紅外線 2-4um 分析裝置, 濕度測定, 保全監控CCD
紅外線 遠紅外線 4-1000um 加熱, 乾燥, 暖氣, 資料傳送, 非破壞檢查, 宇宙觀測, 醫學檢查

光波長產品應用推薦

在針對「光」的檢測中,大塚科技針對我們一般人眼的「可視光」、「UV光」或「IR光」,以自我獨特的光學分光技術發展。屬於大塚科技獨有的高感度光學產品分光光譜儀,以分光光譜儀為基礎,並針對各種光學產品、 顯示器、 LED、 電子產品、化學品、半導體等做精確的檢測。
 

大塚光學核心|多通道分光光譜儀MCPD9800

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身為大塚的光學量測心臟部位,應對從「紫外線」到「紅外線」領域的多功能多通道分光光譜檢測器。並搭配不同的量測器具,可衍生出多種量測項目。而在「光」的檢測中,最基礎的量測會針對「光」的光譜Spectrum做量測(光譜的X軸一般為波長)。
MCPD9800 波長範圍 應用
2285C 220 ~ 850 nm 除了針對一般可見光外,還能針對目前半導體製程與疫情下特別受矚目的UV波段從UVA-UVC進行量測。
3683C 360 ~ 830 nm 專精於可見光波長,量測色座標的最佳選擇。
311C 360 ~ 1100 nm 除了可見光以外,還可量測經常使用的近紅外線波段例如人臉辨識等。
916C 900 ~ 1600 nm 可量測近紅外光波長段。
 
  • 波型皆可檢測波峰值Peak、半高寬FWHM、 色度等。
  • Y軸一般為強度即為能量強度,根據量測距離與方式的不同針對Y軸作量強度的校正後可量測能量強度Watt/m2
  • 在連接鏡片模組與可視角度的調整後可量測輝度;在連接積分球後可量測流明值
  • 整段光譜的量測上可以有透過率、零度反射率、變角反射率、利用反射率以及透過率可以做色度等計算
  • 利用反射率等現象,則可以換算出透明膜厚最小到1nm,最厚到1mm的膜厚演算
想了解更多有關於光波長的產品相關資訊,也可以到大塚科技看看喔!

【重點整理】

🔍可視光、Uv光、IR光是指什麼?

→可視光是指人肉眼可見的波長段,位於380~780nm。
Uv光又稱紫外光的波長段,小於380nm。
IR光又稱紅外光波段,大於780nm。
 

🔍紫外光Uv有什麼應用?

→紫外光又分為UV-A、UV-B...等等多種波段。產業常用於硬化、鍍膜、成形、殺菌等等,更短的波長則應用於半導體光源曝光機。
 

🔍可視光Vis(可見光)有什麼應用?

→可視光常用於照明、顯示器、植物燈、雷射加工等等日常常見的應用。
 

🔍紅外光IR有什麼應用?

→紅外光常用於夜視、通信、加熱乾燥、醫學檢查等等...。
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