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透明材料BRDF反射率測試
1.BRDF/BTDF
BRDF/BTDF是一個專門測量光學材料表面的雙向反射/透射分布函數和光學材料各向同性材料研究的系統，該系統廣泛應用于航天遙感、地質測量、精密制導、目標仿真,光學設計,VR/VR/MR等領域，同時可實現對玻璃、金屬、塑料、紙張、紡織品、油漆、涂層、光學膜材料等諸多材料的表面光學特性的定量分析，是研究物質、材料的基礎物理特性非常重要的光學測試工具。雙向反射函數(BRDF)不僅能夠很好地對各類型材料表面出現的散射特性情況進行詳細描述分析，而且能夠對其光輻射特性等特征進行描述，大體上能夠反映除卻幾何特性的全部光學特征。
1.1測量原理
根據雙向反射/透射分布函數的定義，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。
雙向反射分布函數定義（BRDF）
雙向反射分布函數(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。雙向反射分布函數是光輻射的反射輻亮度和入射輻照度的比值。其數學表達式為
圖1 光反射幾何圖 圖2 光透射幾何圖
雙向透射分布函數定義（BTDF）
雙向透射分布函數(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。雙向透射分布函數是光輻射的透射輻亮度和入射輻照度的比值。其數學表達式為
測量系統
四維運動支架
四維運動支架控制器
iLight-HAL-HP高功率寬帶鹵燈光源或超連續激光白光光源
照明光纖、探測光纖
漫反射標準板、光學平板
LiSpec系列光譜儀
LiSpecView-BRDF測量軟件
2.應用背景
廣泛應用于航天遙感、地質測量、精密制導、目標仿真,光學設計，VR/VR/MR等領域。
主要用于光學系統光機件表面的散射測量，可實現對玻璃、金屬、塑料、紙張、紡織品、油漆、涂層、光學膜材料等諸多材料進行表征分析。
可用于研究物質、材料的基礎物理特性。
航天領域的光學表面污染檢測，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組件和特殊材料的表面散射測量。
萊森光學BRDF系列產品可全方位分析測量材料表面的反射、透射特性，可測參數包括材料的雙向透射分布(BTDF)、雙向反射分布(BRDF)等。
3.實驗內容
3.1實驗目的
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/透射分布函數光譜測量儀對樣品進行測試，收集樣品反射率數據。
3.2實驗儀器列表
儀器/設備名稱 | 型號&序列號 | 配置明細 |
雙向反射/透射分布函數光譜測量系統 | ispecBRDF | / |
3.3實驗內容
實驗樣品實物圖
實驗實物圖
測量波長 940nm 的樣品在下列角度下的反射率：
入射照明頂角：0°，10°，20°，30°，40°
照明方位角：0°
探測器方位角：0°，45°，90°，-45°
探測器頂角：-90°-90°
3.4實驗結果
0°入射天頂角的BRDF數據
10°入射天頂角的BRDF數據
20°入射天頂角的BRDF數據
