太陽鏡的透射光譜測量
1. 實(shí)驗(yàn)背景
在日常生活中，常見的紫外線有兩種類型：UV-A（長波紫外）和UV-B（中波紫外），如果你的眼睛短時間暴露在過量的紫外線中，可能會患上紫外線性眼炎，就像“眼睛曬傷”一樣。
一般情況下，眼睛暴露在紫外輻射下的時間越長，患白內(nèi)障或黃斑變性的風(fēng)險就越大。所以，當(dāng)你需要長時間暴露在紫外線較強(qiáng)的環(huán)時，就需要佩戴太陽鏡。
市面常規(guī)的太陽鏡應(yīng)滿足以下標(biāo)準(zhǔn):
能夠阻擋99%-100%的UV-A和UV-B輻射
能夠屏蔽75%-90%的可見光（VIS）
鏡片顏色完全匹配，沒有變形和瑕疵
那么，你的太陽鏡真的能有效阻擋紫外線嗎？
本實(shí)驗(yàn)將使用Avantes的設(shè)備測量市面上隨機(jī)購買的五副太陽鏡的透射光譜作為參考依據(jù)。
2. 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)
圖1：實(shí)驗(yàn)設(shè)備
實(shí)驗(yàn)使用脈沖氙燈AvaLight-XE-Mini作為光源，它可以在UV/VIS（紫外/可見光）范圍內(nèi)提供高強(qiáng)度光輸出。同時，在光源前端配置衰減器，以便隨時改變光源輸出的強(qiáng)度。
光源輸出光后，光纖耦合光到反射臺的準(zhǔn)直鏡上，聚焦在樣品后由一分二光纖接收。一分二光纖將光輸送到兩個AvaSpec-VRS2048CL-EVO光譜儀中，其中一臺覆蓋紫外光波段，配置波長范圍200nm-450nm的UC光柵；另一臺覆蓋可見光波段，配置波長范圍300nm-1100 nm的VA光柵。
AvaSpec-VRS2048-EVO光譜儀用CMOS探測器代替了傳統(tǒng)的CCD探測器。此型號光譜儀采用了我們功能強(qiáng)大的AS-7010電路板，它提供USB3.0通信接口，數(shù)據(jù)傳輸速度比USB2.0快10 倍。除了高速通信功能，EVO系列光譜儀還擁有更快的微處理器，內(nèi)存容量也擴(kuò)大了50倍。
圖3：太陽鏡樣品
實(shí)驗(yàn)樣品為五副不同的太陽鏡，其中包括一副日食觀測眼鏡。
3. 實(shí)驗(yàn)方法
本實(shí)驗(yàn)使用AvaSoft中的T（透過率）模式測量太陽鏡樣品的透射光譜，同時使用Merge功能合并兩個光譜儀通道測量所得光譜。本實(shí)驗(yàn)以空氣作為參考，積分時間設(shè)為10ms，平均次數(shù)設(shè)為50。
4. 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
圖4：五副太陽鏡的透射光譜圖
（使用Merge功能合并后）
圖5：每副太陽鏡的透射光譜圖例
不同顏色代表不同的太陽鏡樣品
正如太陽鏡所宣傳的效果那樣，所有的太陽鏡都能阻擋波長范圍在400nm以下的紫外線，這是太陽鏡能否保護(hù)眼睛的關(guān)鍵。在波長范圍400nm以上，每副太陽鏡的光譜都不同，這表明它們在VIS/NIR（可見/近紅外）區(qū)域?qū)Σ煌ㄩL光的透過率不同。
如前市面常規(guī)太陽鏡標(biāo)準(zhǔn)中所述，太陽鏡應(yīng)能夠屏蔽75%到90%的可見光。除了棕色的太陽鏡（棕色譜線-Tan）外，其余的太陽鏡都能屏蔽大約75%的可見光。因此，只有棕色的太陽鏡不達(dá)標(biāo)。
日食觀測眼鏡，這種眼鏡可以讓佩戴者直視太陽來觀察日食。樣品（黑色譜線-Solar Eclipse）測量結(jié)果表明它阻擋了所有UV/VIS區(qū)域范圍內(nèi)的光，符合日食觀測眼鏡的標(biāo)準(zhǔn)。