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▌R1 角分辨光谱仪 | 变角度辐射测量


         

背景
       双向反射分布函数(Bidirectional Reflectance Distribution Function,BRDF)用来定义给定入射方向上的辐射照度(irradiance)如何影响给定出射方向上的辐射率(radiance),描述了入射光线经过某个表面反射后如何在各个出射方向上分布——可以是从理想镜面反射到漫反射、各向同性(isotropic)或者各向异性(anisotropic)的各种反射。
      
图1,BRDF测试原理图


      上海复享光学 R1 角分辨光谱系统 是一款用于毫米级样品光谱测量的系统,可以从不同角度实现光谱的入射和出射,是研究光子晶体、超材料等微纳光子材料反射、透射、吸收、能带、缺陷态等特性不可或缺的利器,被广泛应用于材料、物理、化学、生物、微电子等研究领域之中。
      支持上反射、下反射、透射、散射、辐射、自由、编程7种测量模式;入射角度 0~180° 可调,接收角度 0~360° 可调,轻松实现真正的 0° 背反射光谱测量。
      散射模式中,R1 可以实现固定入射角度下的,多角度接收的光谱测量;当接收角设定为 -180° 到 180° 接收时,即实现了特定入射角度下的二维 BRDF 测量。
      
图2,角分辨光谱测试系统


      实验设计
      镭射纸散射模式下反射率测试
      测试条件:积分时间:30ms;
      入射光角度:0°;探测角度:20°~ 70°;
      样品名称:镭射纸; 白板做参比(注:由于白板的散射率远远低于镭射纸的散射,实验时,参比的积分时间为 500ms.)
      0°角入射时,镭射纸相对于标准白板在 20°~ 70°的散射率如下图(左),其中,单一曲线代表了某一接收角度下,不同波长的散射率。通过对 R1 测得的各角度散射率曲线进行处理,可以获取入射角为 0°时,镭射纸的双向反射分布,如下图(右)。
      
图3,BRDF分布图


      结论
      R1 角分辨系统的优势在于,不仅能够获得某一接收角度下光强的变化信息,而且能够得到此角度下不同波长光谱信息,使得对于角度和波长的分辨更加精确。
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