SISTEMA PER LA MISURA DEI LOBI DI RIFLESSIONE DI SUPERFICI RIFLETTENTI

La misura dell’energia riflessa da una superficie piana permette di valutare la qualità superficiale e, quindi, la planarità della superficie stessa (valutazione della rugosità). 
Dalle leggi della riflessione si determina che la radiazione incidente su una superficie S ad angolo i è riflessa con un angolo di riflessione r uguale ad i.

Pertanto la distribuzione spaziale della radiazione incidente, in caso di superficie perfettamente piana, deve rimanere inalterata dopo la riflessione. Il rapporto dell’integrale dell’intensità incidente, calcolato tra il minimo angolo d’incidenza e il massimo, con l’integrale dell’intensità riflessa dalla superficie calcolato tra gli stessi estremi deve tendere ad 1.

Nel grafico sono rappresentate due funzioni.
Una rappresenta l’intensità di luce incidente (linea nera), l’altra l’intensità di luce riflessa dallo specchio (linea rossa). 
Nel caso ideale le due curve dovrebbero coincidere.

Allo scopo di valutare la qualità superficiale degli specchi è stato sviluppato un sistema per la misura della luce persa per diffusione, in grado di misurare la quantità di luce diffusa ai diversi angoli. Il sistema è così costituito:
lungo una guida ottica sono montati:

  • Un obiettivo che produce un fascio di luce parallela bianca, se è montata la sorgente di luce bianca, o un fascio di luce parallela monocromatica, se è montato il diodo laser;

  • Un chopper;

  • Un porta filtri (verde, rosso o blu);

  • Un diaframma, utilizzato in fase di allineamento e come stop;

  • Un porta specchio dove viene posizionato lo specchio sotto indagine di cui si vogliono misurare le caratteristiche di planarità;

  • Un braccio mobile movimentato da una tavola di rotazione;

  • Un fotodiodo avalanche montato sul braccio mobile per l’acquisizione dell’intensità di luce incidente e diffusa in funzione dell’angolo.

MISURA DELLA DIFFUSIONE PRODOTTA DA DUE SUPERFICI PIANE DI QUALITA’ DIVERSA

La valutazione della qualità superficiale dello specchio può essere fatta calcolando l’intensità sulle ali della distribuzione della luce diffusa.

LOBI DI DIFFUSIONE PER UN ANGOLO DI INCIDENZA DI 45°

Specchio per Nd:YAG commerciale

Specchio in rame lappato a mano

La misura in luce bianca ha prodotto i seguenti risultati:

Angoli d’incidenza 15° 30° 45° 60° 

Diffusione non misurabile - è inferiore al limite strumentale pari a 0.01 %.
La misura in luce bianca ha prodotto i seguenti risultati:

Angoli d’incidenza 15° 30° 45°
Diffusione 24 % 18 % 7 %

La diffusione espressa in tabella dà direttamente la percentuale di luce persa.