1.透反射
透射/反射光谱是材料本身的一项重要光学特性，在现今工业蓬勃发展的背景下，对材料本身特性的质量控制越来越严格，从而利用光谱仪进行快速准确的反射光谱/透射光谱的测量技术也开始日渐成熟。
1.1原理知识
根据双向反射/透射分布函数的定义，BRDF测量方法是分别测出入射光谱辐照度和反射/透射光谱辐亮度，两者之比即为BRDF/BTDF。
2.1应用背景
广泛应用于航天遥感、地质测量、精密制导、目标仿真,光学设计，VR/VR/MR等领域。
主要用于光学系统光机件表面的散射测量，可实现对玻璃、金属、塑料、纸张、纺织品、油漆、涂层、光学膜材料等诸多材料进行表征分析。
可用于研究物质、材料的基础物理特性。
航天领域的光学表面污染检测，表面材料特性检测，外表面热控材料散射检测；用于材料的模拟和仿真的光学组件和特殊材料的表面散射测量。
莱森光学BRDF系列产品可全方位分析测量材料表面的反射、透射特性，可测参数包括材料的双向透射分布(BTDF)、双向反射分布(BRDF)等。
3.实验配置
下图中所示是一个可见红外双向反射/透射分布函数光谱测量系统，其中各个部分的组成如下：
四维运动支架
四维运动支架控制器
iLight-HAL-HP高功率宽带卤灯光源或超连续激光白光光源
照明光纤、探测光纤
漫反射标准板、光学平板
LiSpec系列光谱仪
LiSpecView-BRDF测量软件
4.实验
4.1实验目的
测试样品反射率。
4.2实验仪器列表
仪器/设备名称 | 型号&序列号 | 配置明细 |
双向反射/透射分布函数光谱测量系统 | iSpecBRDF |
4.3实验内容
样品的目标反射率为20%，标在样品袋上的反射率为20.8%~21.6%为了避免环境光对最终测量结果的影响，在暗室中进行了测量实验。实验所用的照明光源为大功率卤素灯，输出光谱为380nm~2500nm。
测量项目说明：
以下列角度测量样品在波长940nm处的反射率
入射照明仰角：0°、10°、20°、30°、40°
入射光方位角：0°
探测器方位角：0°、45°、90°、45°
探测器仰角：-90°~90°
温度：摄氏27度
湿度：相对湿度(40.5)%
实验数据
40°Incident Lighting Elevation Angle,0°Detector Azimuth Angle | |||||||
Detector Elevation Angle(°) | Reflectivity | Detector Elevation Angle(°) | Reflectivity | Detector Elevation Angle(°) | Reflectivity | Detector Elevation Angle(°) | Reflectivity |
-90 | 0.000449 | -44 | 0.221731 | 2 | 0.220701 | 48 | 0.219625 |
-88 | 0.227198 | -42 | 0.218561 | 4 | 0.218314 | 50 | 0.220801 |
-86 | 0.523988 | -40 | 0.218609 | 6 | 0.218471 | 52 | 0.217712 |
-84 | 0.536915 | -38 | 0.219646 | 8 | 0.219312 | 54 | 0.216195 |
-82 | 0.493833 | -36 | 0.217906 | 10 | 0.219020 | 56 | 0.215727 |
-80 | 0.455126 | -34 | 0.218449 | 12 | 0.220117 | 58 | 0.212327 |
-78 | 0.411080 | -32 | 0.216524 | 14 | 0.219352 | 60 | 0.213243 |
-76 | 0.366502 | -30 | 0.218210 | 16 | 0.218742 | 62 | 0.212587 |
-74 | 0.327973 | -28 | 0.218400 | 18 | 0.218849 | 64 | 0.212374 |
-72 | 0.304863 | -26 | 0.216868 | 20 | 0.219001 | 66 | 0.210940 |
-70 | 0.281635 | -24 | 0.216913 | 22 | 0.219885 | 68 | 0.211041 |
-68 | 0.265956 | -22 | 0.216958 | 24 | 0.219022 | 70 | 0.212631 |
-66 | 0.249740 | -20 | 0.215375 | 26 | 0.220333 | 72 | 0.214129 |
-64 | 0.240045 | -18 | 0.216796 | 28 | 0.222686 | 74 | 0.214465 |
-62 | 0.235558 | -16 | 0.215842 | 30 | 0.221890 | 76 | 0.216840 |
-60 | 0.230191 | -14 | 0.215128 | 32 | 0.224313 | 78 | 0.219897 |
-58 | 0.226817 | -12 | 0.216040 | 34 | 0.153812 | 80 | 0.225947 |
-56 | 0.225313 | -10 | 0.215192 | 36 | 0.069572 | 82 | 0.233211 |
-54 | 0.224192 | -8 | 0.215302 | 38 | -0.000262 | 84 | 0.239326 |
-52 | 0.223756 | -6 | 0.214957 | 40 | -0.000058 | 86 | 0.253953 |
-50 | 0.221521 | -4 | 0.215730 | 42 | 0.059921 | 88 | 0.485806 |
-48 | 0.221440 | -2 | 0.215494 | 44 | 0.092841 | 90 | 0.000000 |
-46 | 0.220925 | 0 | 0.219443 | 46 | 0.221405 | ||
40°Incident Lighting Elevation Angle,45°Detector Azimuth Angle | |||||||
Detector Elevation Angle(°) | Reflectivity | Detector Elevation Angle(°) | Reflectivity | Detector Elevation Angle(°) | Reflectivity | Detector Elevation Angle(°) | Reflectivity |
-90 | 0.026871 | -44 | 0.206949 | 2 | 0.221925 | 48 | 0.214518 |
-88 | 0.106377 | -42 | 0.206529 | 4 | 0.220914 | 50 | 0.212369 |
-86 | 0.322215 | -40 | 0.206087 | 6 | 0.221010 | 52 | 0.212307 |
-84 | 0.380208 | -38 | 0.206749 | 8 | 0.219732 | 54 | 0.212163 |
-82 | 0.372958 | -36 | 0.205748 | 10 | 0.219683 | 56 | 0.211145 |
-80 | 0.364121 | -34 | 0.207751 | 12 | 0.220125 | 58 | 0.211943 |
-78 | 0.335796 | -32 | 0.205864 | 14 | 0.219311 | 60 | 0.211165 |
-76 | 0.313126 | -30 | 0.207421 | 16 | 0.219725 | 62 | 0.211027 |
-74 | 0.284489 | -28 | 0.206996 | 18 | 0.220011 | 64 | 0.211921 |
-72 | 0.268684 | -26 | 0.206822 | 20 | 0.220194 | 66 | 0.211577 |
-70 | 0.249980 | -24 | 0.209677 | 22 | 0.219854 | 68 | 0.210271 |
-68 | 0.240317 | -22 | 0.207442 | 24 | 0.218596 | 70 | 0.212062 |
-66 | 0.229793 | -20 | 0.209125 | 26 | 0.220019 | 72 | 0.212960 |
-64 | 0.222866 | -18 | 0.207513 | 28 | 0.218265 | 74 | 0.212401 |
-62 | 0.215340 | -16 | 0.208085 | 30 | 0.218061 | 76 | 0.217614 |
-60 | 0.211267 | -14 | 0.206540 | 32 | 0.217487 | 78 | 0.216892 |
-58 | 0.208589 | -12 | 0.209177 | 34 | 0.216040 | 80 | 0.221031 |
-56 | 0.207118 | -10 | 0.209576 | 36 | 0.217441 | 82 | 0.229436 |
-54 | 0.206129 | -8 | 0.209449 | 38 | 0.217233 | 84 | 0.236109 |
-52 | 0.205554 | -6 | 0.211277 | 40 | 0.216198 | 86 | 0.252107 |
-50 | 0.206281 | -4 | 0.209163 | 42 | 0.214848 | 88 | 0.573594 |
-48 | 0.206586 | -2 | 0.209822 | 44 | 0.214872 | 90 | 0.000000 |
-46 | 0.205460 | 0 | 0.220819 | 46 | 0.214456 | ||
