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萊森光學(xué)：透明材料BRDF反射率測試
透明材料BRDF反射率測試
1.BRDF/BTDF
BRDF/BTDF是一個(gè)專門測量光學(xué)材料表面的雙向反射/透射分布函數(shù)和光學(xué)材料各向同性材料研究的系統(tǒng)，該系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于航天遙感、地質(zhì)測量、精密制導(dǎo)、目標(biāo)仿真,光學(xué)設(shè)計(jì),VR/VR/MR等領(lǐng)域，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)對玻璃、金屬、塑料、紙張、紡織品、油漆、涂層、光學(xué)膜材料等諸多材料的表面光學(xué)特性的定量分析，是研究物質(zhì)、材料的基礎(chǔ)物理特性非常重要的光學(xué)測試工具。雙向反射函數(shù)(BRDF)不僅能夠很好地對各類型材料表面出現(xiàn)的散射特性情況進(jìn)行詳細(xì)描述分析，而且能夠?qū)ζ涔廨椛涮匦缘忍卣鬟M(jìn)行描述，大體上能夠反映除卻幾何特性的全部光學(xué)特征。
1.1測量原理
根據(jù)雙向反射/透射分布函數(shù)的定義，BRDF測量方法是分別測出入射光譜輻照度和反射/透射光譜輻亮度，兩者之比即為BRDF/BTDF。
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雙向反射分布函數(shù)定義（BRDF）
雙向反射分布函數(shù)(Bidirectional Reflectance Distribution Function)表示了不同入射角條件下物體表面在任意觀測角的反射特性，如圖1所示。雙向反射分布函數(shù)是光輻射的反射輻亮度和入射輻照度的比值。其數(shù)學(xué)表達(dá)式為
圖1 光反射幾何圖 圖2 光透射幾何圖
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雙向透射分布函數(shù)定義（BTDF）
雙向透射分布函數(shù)(Bidirectional Transmittance Distribution Function)表示了不同入射角條件下物體表面在任意觀測角的透射特性，如圖2所示。雙向透射分布函數(shù)是光輻射的透射輻亮度和入射輻照度的比值。其數(shù)學(xué)表達(dá)式為
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測量系統(tǒng)
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四維運(yùn)動(dòng)支架
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四維運(yùn)動(dòng)支架控制器
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iLight-HAL-HP高功率寬帶鹵燈光源或超連續(xù)激光白光光源
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照明光纖、探測光纖
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漫反射標(biāo)準(zhǔn)板、光學(xué)平板
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LiSpec系列光譜儀
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LiSpecView-BRDF測量軟件
2.應(yīng)用背景
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廣泛應(yīng)用于航天遙感、地質(zhì)測量、精密制導(dǎo)、目標(biāo)仿真,光學(xué)設(shè)計(jì)，VR/VR/MR等領(lǐng)域。
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主要用于光學(xué)系統(tǒng)光機(jī)件表面的散射測量，可實(shí)現(xiàn)對玻璃、金屬、塑料、紙張、紡織品、油漆、涂層、光學(xué)膜材料等諸多材料進(jìn)行表征分析。
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可用于研究物質(zhì)、材料的基礎(chǔ)物理特性。
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航天領(lǐng)域的光學(xué)表面污染檢測，表面材料特性檢測，外表面熱控材料散射檢測；用于材料的模擬和仿真的光學(xué)組件和特殊材料的表面散射測量。
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萊森光學(xué)BRDF系列產(chǎn)品可***分析測量材料表面的反射、透射特性，可測參數(shù)包括材料的雙向透射分布(BTDF)、雙向反射分布(BRDF)等。
3.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
3.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/strong>
樣品是一種具有鏡面反射特征的透明材料，利用iSpecBRDF可見紅外雙向反射/透射分布函數(shù)光譜測量儀對樣品進(jìn)行測試，收集樣品反射率數(shù)據(jù)。
3.2實(shí)驗(yàn)儀器列表
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儀器/設(shè)備名稱 |
型號&序列號 |
配置明細(xì) |
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雙向反射/透射分布函數(shù)光譜測量系統(tǒng) |
ispecBRDF |
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3.3實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
實(shí)驗(yàn)樣品實(shí)物圖
實(shí)驗(yàn)實(shí)物圖
測量波長 940nm 的樣品在下列角度下的反射率：
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入射照明頂角：0°，10°，20°，30°，40°
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照明方位角：0°
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探測器方位角：0°，45°，90°，-45°
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探測器頂角：-90°-90°
3.4實(shí)驗(yàn)結(jié)果
0°入射天頂角的BRDF數(shù)據(jù)
10°入射天頂角的BRDF數(shù)據(jù)
20°入射天頂角的BRDF數(shù)據(jù)
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