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BSDF雙向透反射分布函數(shù)光譜測量系統(tǒng)

iSpecBSDF是萊森光學(xué)一款專門測量光學(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,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,AR/VR/MR等領(lǐng)域,同時可實現(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。

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iSpecBSDF是萊森光學(xué)一款專門測量光學(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,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,AR/VR/MR等領(lǐng)域,同時可實現(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。

iSpecBSDF雙向反射/透射分布函數(shù)光譜測量儀的測量平臺如右圖所示。整個系統(tǒng)設(shè)備包括照明系統(tǒng)、光譜探測系統(tǒng)、測量機(jī)械系統(tǒng)和光譜數(shù)據(jù)軟件處理系統(tǒng)。在測量過程中,通過接口軟件將光譜測量軟件和測量機(jī)械系統(tǒng)的控制軟件整合在一起,通過計算機(jī)自動控制實驗的整個測量過程,使得實驗操作起來簡便、快速、省時。全自動BSDF光譜數(shù)據(jù)采集軟件,實時進(jìn)行數(shù)據(jù)采集并輸出結(jié)果。

萊森光學(xué)iSpecBSDF光譜系統(tǒng)采用高精度旋轉(zhuǎn)位移臺與懸臂梁結(jié)合的方式,完成BSDF測量。其中光源安裝在外懸臂上,轉(zhuǎn)動半徑0.5m,可以實現(xiàn)1個自由度旋轉(zhuǎn),即以懸臂軸為圓點實現(xiàn)入射角方向旋轉(zhuǎn)(照明入射角0°~90°);探測器安裝在內(nèi)懸臂上,可以實現(xiàn)2個自由度旋轉(zhuǎn),分別為以懸臂軸為圓點實現(xiàn)入射角方向旋轉(zhuǎn)(探測入射角0°~90°),以中心轉(zhuǎn)臺為軸,實現(xiàn)方位角方向移動(探測方位角0°~360°);樣品安裝在底座中心旋轉(zhuǎn)臺上,可以實現(xiàn)1個自由度旋轉(zhuǎn)(照明方位角0°~360°)。以此通過對照明端、探測端的方位角與入射角共四個自由度的控制,實現(xiàn)BSDF所有條件的測量。(特別說明:因運(yùn)動過程中,受機(jī)械結(jié)構(gòu)限制,懸臂間會存在遮擋,部分角度下獲得數(shù)據(jù)為無效數(shù)據(jù))

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雙向散射分布函數(shù)(Bidirectional scattering distribution function、BSDF)通常是用在計算光在物體表面的散射,但是不能完全靠雙向散射分布函數(shù),而必須加以使用雙向反射分布函數(shù)和雙向透射分布函數(shù)。由于物體表面上有凹凸不平的微小表面,一道入射光線射到表面而產(chǎn)生散射現(xiàn)象,用BSDF來表示這種散射現(xiàn)象。其中雙向(Bidirectional)系指入射光與接受散射光的方向,因不同的入射光角度所產(chǎn)生的散射性質(zhì)亦不相同。

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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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藍(lán)色方形圖片.jpg 整套系統(tǒng)采用四軸共心設(shè)計,結(jié)構(gòu)簡約、穩(wěn)定,旋轉(zhuǎn)位移臺角分辨率高0.01°,定位精度高0.02°

藍(lán)色方形圖片.jpg 整套系統(tǒng)采用低反射率啞光發(fā)黑處理,減少雜散反射光影響

藍(lán)色方形圖片.jpg 光譜儀可配置不同檔次光譜儀(制冷或非制冷可選),光譜范圍380-1100nm/380-1700nm/380-2500nm

藍(lán)色方形圖片.jpg 光源可選擇150W大功率鹵燈光源或超連續(xù)激光白光光源

藍(lán)色方形圖片.jpg 激光指示標(biāo)記樣品待測面,確定同軸平面

藍(lán)色方形圖片.jpg BSDF四自由度全范圍角度軟件自動設(shè)置控制

藍(lán)色方形圖片.jpgBSDF全自動光譜測量軟件軟件可跟據(jù)客戶需求自定義測量方案

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