BRDF透反射率測試系統

可見紅(hong)外(wai)雙(shuang)向反射/透射分布函(han)數測量(liang)儀

測量方案

根(gen)據雙(shuang)向反射/透射分布函數的(de)定義，BRDF測(ce)量方法是分別(bie)測(ce)出入射光譜輻照度和反射/透射光譜輻亮度，兩者(zhe)之比即為BRDF/BTDF。

雙(shuang)向反射分布函數的(de)測(ce)量平(ping)臺(tai)如圖3所示。照(zhao)明光纖探頭(tou)(tou)和接(jie)收光纖探頭(tou)(tou)分別固定在帶滑(hua)軌的(de)懸(xuan)臂梁(liang)上(shang)，測(ce)試材料樣片放置在樣品臺(tai)上(shang)，通過(guo)懸(xuan)臂梁(liang)的(de)圓周運(yun)動以及照(zhao)明和接(jie)收光纖探頭(tou)(tou)在懸(xuan)臂梁(liang)上(shang)的(de)滑(hua)動獲(huo)得不同的(de)光照(zhao)與觀測(ce)條件。整個(ge)過(guo)程在計算(suan)機的(de)控制下實(shi)現(xian)數據的(de)自動采集與處理(li)。

整個測(ce)(ce)(ce)(ce)量設備包括(kuo)照明系(xi)統(tong)(tong)、探測(ce)(ce)(ce)(ce)系(xi)統(tong)(tong)、測(ce)(ce)(ce)(ce)量機(ji)械(xie)(xie)系(xi)統(tong)(tong)和數據處理系(xi)統(tong)(tong)。在(zai)測(ce)(ce)(ce)(ce)量過程(cheng)中，通過接口(kou)軟(ruan)(ruan)件將輻射測(ce)(ce)(ce)(ce)量軟(ruan)(ruan)件和測(ce)(ce)(ce)(ce)量機(ji)械(xie)(xie)系(xi)統(tong)(tong)的(de)控(kong)制軟(ruan)(ruan)件整合在(zai)一起，通過計(ji)算機(ji)自動控(kong)制實驗的(de)整個測(ce)(ce)(ce)(ce)量過程(cheng)，使得實驗操作起來簡便、快(kuai)速、省時。同(tong)時，研(yan)制數據采集軟(ruan)(ruan)件，實時進行數據采集并輸出結果。

1、 系統(tong)整體(ti)結構(gou)支架采用鋁合金型材搭建(jian)，外表美觀，結構(gou)穩定(ding)。

2、 光(guang)源及探(tan)測器(qi)支架采(cai)用弧(hu)形(xing)(xing)導(dao)軌，探(tan)測器(qi)以導(dao)軌做導(dao)向實現角(jiao)度(du)范圍的測量；探(tan)頭部分(fen)光(guang)纖連接，光(guang)纖有小彎折半徑要求，所以要求光(guang)纖在弧(hu)形(xing)(xing)導(dao)軌上并隨(sui)弧(hu)形(xing)(xing)導(dao)軌一起移動(dong)。

3、 三個(ge)獨(du)立(li)的(de)嵌套導軌系統滿足各個(ge)探測(ce)器和(he)光(guang)源能獨(du)自做(zuo)旋(xuan)轉調整，光(guang)源調整軌道安裝在300mm直徑(jing)轉臺(tai)上，可沿Z軸做(zuo)水平轉動，滿足各方向*確(que)角度的(de)檢測(ce)需求，二個(ge)獨(du)立(li)導軌系統交于同一圓心（旋(xuan)臺(tai)中心），位(wei)于轉臺(tai)旋(xuan)轉軸線(xian)上，同軸*.5-1mm。

4、樣品臺跟隨旋轉臺一起轉動，以實現探測方位角相對于樣品能360度調整，而照明方位角相對于樣品固定。

5、 電腦軟件(jian)操作控(kong)制(zhi)系統電機移動（在一臺電腦上(shang)的一個軟件(jian)中，調節方便），實現*確的點位控(kong)制(zhi)，小角度分辨率0.1°，角度調節速度可控(kong)。

BRDF透反射率測試系統參數(shu)

操作軟件

1. 該(gai)軟(ruan)件(jian)主(zhu)要功能包括運動平臺控制、光譜(pu)儀(yi)控制、手(shou)動/全自動測量、數據采(cai)集保存。

2、運動平臺共有(you)四個旋(xuan)轉自由度：旋(xuan)轉臺（方位0~360°）、照明臂（俯仰(yang)0~90°）、反射測

量(liang)臂（俯仰(yang)0~90°）和(he)透射測量(liang)臂（60°~90°），對應1~4 軸號。通(tong)過該軟件能控制這(zhe)四

個軸(zhou)的運動(dong)參數，如移動(dong)到目標角度、置(zhi)零、回原點、停止(zhi)等，并(bing)能(neng)顯(xian)示當前狀態，如當

前角(jiao)度等(deng)。

3. 光譜儀控(kong)制：

（1）顯示已(yi)連接的光譜(pu)儀通(tong)道，可設置測量光譜(pu)間隔。

（2）選擇測(ce)量模(mo)式為幅度模(mo)式或反(fan)射/透射模(mo)式。在選擇反(fan)射/透射模(mo)式前需進行(xing)存白、存黑操作。

（3）顯示光(guang)譜(pu)儀(yi)默認的測量參數(shu)，并可對“平滑像素(su)"、“平均(jun)次數(shu)"、“積分時(shi)間"等(deng)參數(shu)進(jin)行更改(gai)。

（4）在幅度模式下，在“開(kai)始測量"按(an)鈕得(de)到光譜后，通過(guo)“存(cun)白"按(an)鈕保(bao)存(cun)參考， “存(cun)黑"按(an)鈕保(bao)存(cun)暗背景。

4. 手(shou)動采集：通過軟件設(she)置(zhi)運動平臺的角度(du)位置(zhi)和光譜儀參數，“手(shou)動測量"可采集一次反(fan)射/投射數據。

5. 全(quan)自(zi)動采集：該(gai)軟(ruan)件(jian)能(neng)控制運動平臺和光譜儀(yi)協(xie)同工作，以實現全(quan)自(zi)動反射/投射數據(ju)采集。

(1) 設定(ding)平臺運動方案(an)

①、設(she)定旋(xuan)轉臺調(diao)整(zheng)角(jiao)度范圍（起(qi)始角(jiao)度和終止角(jiao)度）、步進角(jiao)度；

②、設定照明臂(bei)調整(zheng)角(jiao)度范圍（起(qi)始角(jiao)度和終止(zhi)角(jiao)度）、步進角(jiao)度；

③、設定反射/透射臂調(diao)整角(jiao)(jiao)度(du)(du)范圍（起始角(jiao)(jiao)度(du)(du)和終止(zhi)角(jiao)(jiao)度(du)(du)）、步進角(jiao)(jiao)度(du)(du)；

注：調整角(jiao)(jiao)度(du)范圍應(ying)是步進角(jiao)(jiao)度(du)的整數倍；在(zai)一(yi)個(ge)測(ce)量方案中，旋(xuan)轉臺、照(zhao)明(ming)臂(bei)、反射(she)/透射(she)臂(bei)的角(jiao)(jiao)度(du)可以是固定在(zai)某(mou)個(ge)角(jiao)(jiao)度(du)，將該軸(zhou)的起始(shi)角(jiao)(jiao)度(du)和終止角(jiao)(jiao)度(du)設成某(mou)一(yi)相同值即可。

(2) 設定光譜儀參(can)數

(3) “全自動(dong)測(ce)(ce)量(liang)"，運動(dong)平臺(tai)各(ge)軸跑到起始角度，然后按照行三級掃(sao)描(miao)——反射(she)/透射(she)臂(bei)（探測(ce)(ce)臂(bei)俯仰角）掃(sao)描(miao)，再進行二級掃(sao)描(miao)——旋轉臺(tai)（探測(ce)(ce)方位角）掃(sao)描(miao)，后進行掃(sao)描(miao)——照明臂(bei)掃(sao)描(miao)的順序運動(dong)。

(4) 運(yun)動平臺(tai)每跑到(dao)一(yi)個位置(zhi)，需穩定(ding)一(yi)段時間，然后(hou)光譜(pu)儀(yi)再進行測量(liang)采集。

6. 數據保存

光譜(pu)儀的(de)(de)每一次(ci)測量都輸出的(de)(de)一組數(shu)(shu)據，該(gai)數(shu)(shu)據為兩列，*列是(shi)波長，第二列是(shi)與波長對應的(de)(de)反射/透射比(bi)。該(gai)數(shu)(shu)據保(bao)存為txt文件，文件名(ming)中包含測量序號以及三個角度信息如：

“2.12.128_照明臂(bei)角(jiao)度(du)(du)_探(tan)測臂(bei)方位角(jiao)度(du)(du)_探(tan)測臂(bei)俯仰角(jiao)度(du)(du).txt"。其中，測量序(xu)(xu)號的(de)格式為“掃(sao)描(miao)(miao)(miao)序(xu)(xu)號.二級掃(sao)描(miao)(miao)(miao)序(xu)(xu)號.三級掃(sao)描(miao)(miao)(miao)序(xu)(xu)號"，例如“2.12.128"的(de)含(han)義為照明臂(bei)第2個(ge)掃(sao)描(miao)(miao)(miao)位置. 旋轉(zhuan)臺第12個(ge)掃(sao)描(miao)(miao)(miao)位置. 探(tan)測臂(bei)第128個(ge)掃(sao)描(miao)(miao)(miao)位置。

功能與配置

1. 功能(neng)

各種材料可見光(guang)至(zhi)近紅(hong)外雙(shuang)向反(fan)射(she)分布(bu)函(han)數與雙(shuang)向透(tou)射(she)分布(bu)函(han)數的自動測量。

2. 配置

(1) 光(guang)譜(pu)儀：雙通道

(2) 測量平臺(tai)：四個旋轉自由度

(3) 測量(liang)儀與轉臺(tai)的接口軟件；

(4) 光譜測量(liang)軟件；

(5) 控制/測(ce)量(liang)計算機（為了便于(yu)測(ce)量(liang)，需(xu)配置(zhi)1臺(tai)高(gao)性(xing)能筆記(ji)本電腦，用于(yu)測(ce)量(liang)數據的(de)采集(ji)與(yu)存儲

應用:

●航天遙感

●地質(zhi)測(ce)量

●精(jing)密制導(dao)

●目標(biao)仿真(zhen)

●光學設(she)計

●VR

●LED設計

●化妝(zhuang)品效果(guo)測(ce)試