Optische Dichte (OD) ist eine logarithmische Einheit zur Quantifizierung der Abschwächung (Blockung) von Licht beim Durchgang durch eine optische Komponente. Bei optischen Filtern und Schutzbrillen ist sie die Standardkenngröße dafür, wie wirksam ein Material Wellenlängen außerhalb des Durchlassbereichs blockiert oder unterdrückt.
Da OD eine logarithmische Skala ist, lässt sie sich bei Hochleistungsblockung wesentlich leichter ablesen und kommunizieren als der prozentuale Transmissionsgrad (z. B. „OD 6“ gegenüber „0.000001%“).
Die Formel
Die optische Dichte wird anhand der Transmission (T) der Optik berechnet, wobei T einen Wert zwischen 0 und 1 annimmt.
OD = -log10(T)
- Berechnung der Transmission aus OD: T = 10-OD
Tabelle: OD und Transmission
Ein geringer Anstieg der optischen Dichte bedeutet eine erhebliche Abnahme der durchgelassenen Lichtmenge.
| Optische Dichte (OD) | Transmission (%) | Dämpfungsfaktor | Typische Anwendung |
| OD 0 | 100% | 1 | Transparentes Glas (ca.) |
| OD 1 | 10% | 10 | Sonnenbrillen / ND-Filter |
| OD 2 | 1% | 100 | Allgemeine Lichtabschwächung |
| OD 3 | 0.10% | 1,000 | Lasersicherheit (geringe Leistung) |
| OD 4 | 0.01% | 10,000 | Anregungsfilter für Fluoreszenz |
| OD 5 | 0.00% | 100,000 | Hochleistungs-Laserblockung |
| OD 6 | 0.00% | 1,000,000 | Raman-Spektroskopie / Sicherheit |
Wesentliche Merkmale
- Logarithmische Skalierung: Mit OD können Ingenieure große Unterschiede in der Blockungsleistung einfach vergleichen, ohne Nullen zählen zu müssen (z. B. OD 4 gegenüber OD 6).
- Additivität: Beim Stapeln mehrerer Absorptionsfilter lassen sich deren OD-Werte häufig addieren, um die Gesamtblockung abzuschätzen. Beispielsweise ergibt ein OD 1-Filter, der mit einem OD 2-Filter gestapelt wird, eine Gesamtblockung des Systems von OD 3 (0.1% Transmission).
Praxisbeispiel: Lasersicherheit
Eine der häufigsten Anwendungen von OD ist die Spezifikation von Laserschutzbrillen.
- Szenario: Sie arbeiten mit einem 532 nm (grünen) Laser mit einer Ausgangsleistung von 100 mW (Milliwatt). Diese Leistung reicht aus, um sofortige Augenschäden zu verursachen.
- Die Komponente: Schutzbrille mit einer Einstufung von OD 3 für 532 nm.
-
Die Berechnung:
- OD 3 entspricht einem Transmissionsfaktor von 10-3 (oder 0.001).
- 100 mW (Eingang) × 0.001 = 0.1 mW (Ausgang)
- Das Ergebnis: Die Schutzbrille blockiert 99.9% des Laserlichts und reduziert die Leistung auf 0.1 mW, was bei einer versehentlichen kurzzeitigen Exposition im Allgemeinen als sicher gilt.