Optical Density(OD)에 따른 빛의 침투 깊이 시뮬레이션

감광성 유색 유기막 재료를 개발할 때 자주 쓰이는 용어가 OD 이다. 

흡광도라고 하고, 입사한 빛이 물질을 지나고 나서 얼마나 감소하는지를 비율로 나타내고, 거기에 상용로그값을 취한 것이다. 

기준은 두께 1um 에서 ...

 

즉, OD 1.0 은 빛이 100이 입사되고 물질을 지나서 나오는 빛이 10이면 10% 투과율을 가진다. 이때 OD가 1이다.

OD 2.0 은 1% 투과율을 가지는 재료이므로 더 Dark 한 재료이다. 

 

https://ko.wikipedia.org/wiki/%ED%9D%A1%EA%B4%91%EB%8F%84

흡광도 - 위키백과, 우리 모두의 백과사전

 

그러면 깊이에 따라 uv 파장대의 빛이 입사되면 어디까지 도달하는지 알고 싶어 GPT에게 물어서 R로 시뮬레이션을 해 보았다. 

 

1. GPT에게 물어보기

빛은 365nm, OD는 0.5~1.5까지 SPLIT, 입사 빛의 세기는 1, 깊이 방향으로 빛의 Intensity를 볼 수 있는 코드 그려줘.

# 깊이 범위와 간격 설정
x <- seq(0, 10e-6, by = 0.01e-6)

# optical density 값 설정
od <- c(0.5, 1.0, 1.5)

# 빛의 파장 값 설정
wavelength <- 365e-9

# 입사하는 빛의 intensity 값 설정
intensity <- 1

# transmittance 값 계산
transmittance <- lapply(od , function(o) exp(-o * x / wavelength) * intensity)

# 데이터 프레임 생성
df <- data.frame(x = rep(x * 1e6 , length(od)), transmittance = unlist(transmittance), od = factor(rep(od , each = length(x))))

# 그래프 그리기
ggplot(df , aes(x = x , y = transmittance , color = od)) +
  geom_line() +
  #scale_y_log10() +
  labs(x = "Depth (um)", y = "Transmittance", title = "Transmittance of light in a material with different optical densities")

2. 결과 : 훌륭하다. ^^ 간단히 해 보기에는 최적인것 같다.