本文建立一套在五層介面下的輻射傳遞統御方程式理論，可以求 出物質的ni、Ki值。並結合可見光分光光度計以及色彩噴墨印表機混 色原理應用於資料儲存技術，分析原色色料及量測光學參數對於混色 色料逆向推導原始資料數據的影響，尋求較佳之逆向轉換推導方式，
以用於提升資料儲存技術的解析度與儲存密度。實際的結果只能使用 到 20 階，距離色彩應用最低 256 階還有一段距離，這中間的落差在 於試品的清潔、量測的誤差、溶液的量、色料間的交互影響等因素，
若量測與逆算間的誤差在 1%左右，估計則可接近色彩 200 階的應用，
也可應用到資料儲存的技術上。
色料改為色素的案例從量測結果看來，三色色素圖形趨近一致，
無法分別出單色的敏感範圍，而粒徑大小相對於波長屬於大顆粒，所 以Qext皆等於 2，亦分辨不出不同顏色色素的差異。色素粒徑分佈則 顯示出青色色素溶液量測頻譜較為集中，與其他兩色溶液量測分佈廣 泛有明顯的差異。在實驗過程中於單一波長下探討時間對於頻譜量測 的變化，我們發現兩分鐘內大概只有 1%左右的變化，表示水與色素 的分離不致於產生影響量測的結果。光學厚度固定下，隨著穿透率下 降，ω值跟著減少。
參考文獻
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表 4-1 石英槽內原色色料溶液濃度
黃色 洋紅色 青色
色料成份 石英槽內色料濃度 x10-3(g/cm3)
0.4% 4.169230769 4.176923077 4.176923077 0.6% 6.242307692 6.253846154 6.265384615 0.8% 8.338461538 8.338461538 8.353846154
表 4-2 石英槽內混色色料溶液濃度
黃色 洋紅色 青色
實驗 石英槽內色料濃度 x10-3(g/cm3)
實驗一 1.040151042 1.040454824 2.080932595 實驗二 2.087804893 2.089774830 2.087804893 實驗三 2.790690871 2.787849027 2.790690871
表 4-3 混色色料溶液實驗一逆運算結果(黃色波長 410nm)
黃色(410nm) 洋紅色(564nm) 青色(628nm) 實驗一 石英槽內色料濃度 x10-3(g/cm3)
量測值 1.040151042 1.040454824 2.080932595 計算值 0.895469160 0.987152603 2.052188473 誤差 13.9097% 5.1230% 1.3813%
表 4-4 混色色料溶液實驗二逆運算結果(黃色波長 410nm)
黃色(410nm) 洋紅色(564nm) 青色(628nm) 實驗二 石英槽內色料濃度 x10-3(g/cm3)
量測值 2.087804893 2.089774830 2.087804893 計算值 1.921893670 2.043965945 2.047226812 誤差 7.9467% 2.1920% 1.9436%
表 4-5 混色色料溶液實驗三逆運算結果(黃色波長 410nm)
黃色(410nm) 洋紅色(564nm) 青色(628nm) 實驗三 石英槽內色料濃度 x10-3(g/cm3)
量測值 2.790690871 2.787849027 2.790690871 計算值 2.538679768 2.715465142 2.757946757 誤差 9.0304% 2.5964% 1.1733%
表 4-6 混色色料溶液實驗一逆運算結果(黃色波長 450nm)
黃色(450nm) 洋紅色(564nm) 青色(628nm) 實驗一 石英槽內色料濃度 x10-3(g/cm3)
量測值 1.040151042 1.040454824 2.080932595 計算值 0.987394390 0.999737594 2.058860835 誤差 5.0720% 3.9134% 1.0607%
表 4-7 混色色料溶液實驗二逆運算結果(黃色波長 450nm)
黃色(450nm) 洋紅色(564nm) 青色(628nm) 實驗二 石英槽內色料濃度 x10-3(g/cm3)
量測值 2.087804893 2.089774830 2.087804893 計算值 2.157861706 2.068624310 2.063790016 誤差 3.3555% 1.0121% 1.1502%
表 4-8 混色色料溶液實驗三逆運算結果(黃色波長 450nm)
黃色(450nm) 洋紅色(564nm) 青色(628nm) 實驗三 石英槽內色料濃度 x10-3(g/cm3)
量測值 2.790690871 2.787849027 2.790690871 計算值 2.801877040 2.694428760 2.721011856 誤差 0.4008% 3.3510% 2.4968%
(a) 五層界面
(b) 三層界面
圖一 光穿透物理模式(a)五層界面(b)三層界面
(a) 上層基材
(b)下層基材
圖二 基材層內光穿透物理模式(a)上層基材(b)下層基材
(a) 五層界面
(b)三層界面
圖三 垂直光穿透物理模式(a)五層界面(b)三層界面
圖四 分光光度計光學系統
圖五 五度角單次反射式測量裝置剖面側視圖
圖六 石英樣品液槽
200 300 400 500 600 700 800 900 0
20 40 60 80 100
T%
Wavelength(nm)
y100 m100 c100
(a)穿透率
200 300 400 500 600 700 800 900
4 5 6 7 8
R%
Wavelngth(nm)
y100 m100 c100
(b)反射率
圖七 原色色料頻譜(a)穿透率(b)反射率
圖八 ni,Ki值逆運算流程圖
200 300 400 500 600 700 800 900 1.22
1.24 1.26 1.28 1.30
n
Wavelength(nm)
y m c
圖九 原色色料光學折射率ni實驗量測估測值
200 300 400 500 600 700 800 900 35
40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100
T%
Wavelngth(nm)
y0.4 y0.6 y0.8 m0.4 m0.6 m0.8 c0.4 c0.6 c0.8
(a)穿透率
200 300 400 500 600 700 800 900
4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5
R%
Wavelength(nm)
y0.4 y0.6 y0.8 m0.4 m0.6 m0.8 c0.4 c0.6 c0.8
(b)反射率
圖十 原色色料溶液頻譜(a)穿透率(b)反射率
200 300 400 500 600 700 800 900 -1000
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000
K(cm2 /g)
Wavelength(nm)
y0.4 y0.6 y0.8 m0.4 m0.6 m0.8 c0.4 c0.6 c0.8
圖十一 原色色料光學折射率吸收係數Ki實驗量測估測值
200 300 400 500 600 700 800 900 0.55
0.60 0.65 0.70 0.75 0.80 0.85 0.90 0.95
T
Wavelength(nm)
exp1 exp2 exp3
(a)穿透率
200 300 400 500 600 700 800 900
0.060 0.065 0.070 0.075 0.080 0.085
R
Wavelength(nm)
exp1 exp2 exp3
(b)反射率
圖十二 混色色料溶液頻譜(a)穿透率(b)反射率
200 300 400 500 600 700 800 900 0.70
0.75 0.80 0.85 0.90 0.95
T
A
mea cal
(a)穿透率
200 300 400 500 600 700 800 900
0.060 0.065 0.070 0.075 0.080 0.085 0.090
R
Wavelength(nm)
mea cal
(b)反射率
圖十三 實驗一量測與正向運算頻譜比較圖(a)穿透率(b)反射率
200 300 400 500 600 700 800 900 0.65
0.70 0.75 0.80 0.85 0.90 0.95
T
Wavelength(nm)
mea cal
(a)穿透率
200 300 400 500 600 700 800 900
0.055 0.060 0.065 0.070 0.075 0.080 0.085
R%
Wvalength(nm)
mea cal
(b)反射率
圖十四 實驗二量測與正向運算頻譜比較圖(a)穿透率(b)反射率
200 300 400 500 600 700 800 900 0.55
0.60 0.65 0.70 0.75 0.80 0.85 0.90 0.95 1.00
T
Wavelength(nm)
mea cal
(a)穿透率
200 300 400 500 600 700 800 900
0.050 0.055 0.060 0.065 0.070 0.075 0.080 0.085
R
Wavelength(nm)
mea cal
(b)反射率
圖十五 實驗三量測與正向運算頻譜比較圖(a)穿透率(b)反射率
200 300 400 500 600 700 800 900 -10
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
dΤ/ dρ ι
Wavelength(nm)
yexp1 mexp1 cexp1 yexp2 mexp2 cexp2 yexp3 mexp3 cexp3
(a)穿透率
200 300 400 500 600 700 800 900
0 1 2 3 4 5 6 7
dR/ dρ i
Wavelength(nm)
yexp1 mexp1 cexp1 yexp2 mexp2 cexp2 yexp3 mexp3 cexp3
(b)反射率
圖十六 混色溶液靈敏係數及波長關係圖(a)穿透率(b)反射率
圖十七 ρi值逆運算流程圖
2002 300 400 500 600 700 800 900 4
6 8 10 12 14
T%
Wavelength(nm)
1 2 3
圖十八 黃色原色色素頻譜穿透率圖
200 300 400 500 600 700 800 900 74
76 78 80 82 84 86 88
T%
Wavelength(nm)
0.4%-1 0.4%-2 0.4%-3 0.4%-4 0.4%-5 0.6%-1 0.6%-2 0.6%-3 0.6%-4 0.6%-5 0.8%-1 0.8%-2 0.8%-3 0.8%-4 0.8%-5
(a)穿透率
200 300 400 500 600 700 800 900
6.0 6.2 6.4 6.6 6.8 7.0 7.2 7.4 7.6 7.8 8.0 8.2 8.4 8.6 8.8 9.0
R%
Wavelength(nm)
0.4%-1 0.4%-2 0.4%-3 0.4%-4 0.4%-5 0.6%-1 0.6%-2 0.6%-3 0.6%-4 0.6%-5 0.8%-1 0.8%-2 0.8%-3 0.8%-4 0.8%-5
(b)反射率
圖十九 黃色色素溶液頻譜(a)穿透率(b)反射率
200 300 400 500 600 700 800 900 83.0
83.5 84.0 84.585.0 85.5 86.0 86.5 87.087.5 88.0 88.5 89.089.5 90.0
200 300 400 500 600 700 800 900
6.6
200 300 400 500 600 700 800 900
200 300 400 500 600 700 800 900
6.8
圖二十二 單一波長不同時間黃色色素 0.4%溶液穿透率頻譜
圖二十四 單一波長不同時間青色色素 0.8%溶液穿透率頻
圖二十五 黃色色素粒徑分佈圖
0 20 40 60 80 100 120
82.0 82.5 83.0 83.5 84.0 84.5 85.0 85.5 86.0 86.5 87.0 87.5 88.0 88.5
T%
time(s)
450-1 450-2 450-3 450-4 450-5 450-6 564-1 564-2 564-3 564-4 564-5 564-6 628-1 628-2 628-3 628-4 628-5 628-6
圖二十六 洋紅色色素粒徑分佈圖
圖二十七 青色色素粒徑分佈圖