近年来,随着材料科学的快速发展,单分散聚氨酯胶体微球因其在结构色显示与被动辐射冷却等领域的独特潜力,受到学术界与产业界的共同关注。其光学性能,尤其是反射光谱特征,是评价材料功能性的关键指标。在一项关于单分散聚氨酯胶体微球可控制备及光学应用的研究中,对材料反射光谱的精准、高效表征成为关键环节。在该项工作中,杭州彩谱科技有限公司的FS-23高光谱成像系统被应用于聚氨酯结构色材料的反射光谱分析,为研究成果提供了可靠的数据支撑。

研究背景与挑战
聚氨酯材料通过精细的微纳米结构设计,可实现无需外源色素的结构生色(光子晶体/玻璃效应)以及在太阳光谱波段的高反射率,在智能显示、节能涂层等领域前景广阔。然而,要精确调控并验证这些光学特性,传统的光谱测量方法往往难以同时满足高空间分辨率、宽光谱范围覆盖以及快速成像分析的需求。特别是在研究由亚微米级微球自组装形成的彩色光子玻璃样品时,需要一种能够非接触、无损、快速获取样品表面各点反射光谱信息的技术,以准确分析其颜色呈现机制与均匀性。
FS-23高光谱成像系统的应用
针对上述研究需求,相关研究在表征聚氨酯结构色材料的光学性能时,选用了彩谱科技的FS-23高光谱成像系统。该系统与体视显微镜联用,构成了一个高空间分辨率的光谱成像分析平台。
1. 精准表征结构色反射光谱:研究中,通过离心自组装技术制备了具有红、橙、黄、紫四种颜色的聚氨酯光子玻璃(PhG)样品。利用FS-23高光谱相机,研究人员成功获取了这些样品在可见光波段(400-700 nm)的反射光谱数据。光谱清晰地显示,不同粒径的微球组装体,其反射峰分别位于特定波长附近,这与肉眼观察到的颜色完全吻合。这些宽而明显的反射峰,证实了所制备光子玻璃具有非角度依赖的结构色特性。
2. 支持色度学定量分析:基于FS-23采集的高精度反射光谱数据,研究者进一步将光谱信息转换至CIE 1931色度坐标图,实现了颜色的定量化、标准化表达。这为评估结构色材料的色域、饱和度及颜色稳定性提供了客观、精确的依据,超越了传统摄影或肉眼观察的主观局限性。

3. 技术优势体现:
l 高光谱分辨率与宽谱段覆盖:FS-23系统能够提供连续的光谱信息,有助于精细分析反射峰的形状、位置和强度,全面评估材料的光学响应。
l 空间成像能力:结合显微镜,系统不仅能获取光谱,还能得到对应空间位置的信息,有助于观察样品颜色均匀性及可能存在的缺陷。
l 非破坏性快速检测:整个测量过程无需接触样品,不会对精巧的微球组装结构造成损伤,且检测速度快,提升了研究效率。
应用价值总结
在上述应用案例中,FS-23高光谱成像系统作为关键的表征工具,有效支撑了对新型胶体微球自组装结构光学性能的深入解析。其提供的可靠光谱数据,直接验证了通过微结构调控实现光学功能设计的可行性,为新型光学材料在显示、防伪、传感等领域的应用开发提供了有力的分析手段。
杭州彩谱科技有限公司的FS-23高光谱成像系统,以其在光谱精度、空间分辨和成像速度方面的综合性能,为新材料、生物医学、农林检测、文物鉴定等多个领域的光学特性研究提供了有效的解决方案。
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FigSpec FS-23成像高光谱相机

l 图像分辨率:1920*1920
l 光谱范围:400-1000nm
l 光谱分辨率(FWHM):2.5nm
l 光谱通道数:1200
