發(fā)布時間：2021-09-24 23:48

　　提出了一種快速測量雙向反射分布函數(shù)（BRDF）的子孔徑掃描傅里葉變換系統(tǒng)。子孔徑掃描傅里葉變換方法,使用單個傅里葉變換透鏡進行測量,具有擴展單次測量視場、工作距離長、成本低以及系統(tǒng)簡單等優(yōu)點,可以在大空間頻率范圍內(nèi)實現(xiàn)BRDF的快速有效測量。與角度細分光譜輻射計測量方法相比,子孔徑掃描傅里葉變換方法具有更高的靈敏度和精度,提高了檢測速度。該方法通過與子孔徑掃描方法結(jié)合,測量樣品平面上散射的光場,并在傅里葉空間中進行數(shù)值拼接,擴大了測量BRDF的角度范圍。最后,利用對比實驗數(shù)據(jù)對該方法進行了驗證。實驗結(jié)果表明,該方法與角度細分光譜輻射計的相對誤差小于1%,測量時間是角度細分光譜輻射計的1/10,角度分辨率可以達到0.005°。這些結(jié)果為子孔徑掃描傅里葉變換系統(tǒng)在快速BRDF測量中的應(yīng)用提供了理論依據(jù)和技術(shù)支持。 

【文章來源】：光學(xué)學(xué)報. 2020,40(13)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

BRDF測量原理及BiRT-2.0 BRDF測量系統(tǒng)

圖2表明了光學(xué)透鏡的傅里葉變換特性。傅里葉域中的坐標表示波場的空間頻率以及與平面波傳播方向相對應(yīng)的方向余弦。傅里葉域的分割能夠表征光波場平面波的分解,在傅里葉域中沿著中心位置向外發(fā)散的每個單元都與具有特定角譜的平面波相對應(yīng)[13]。圖2說明光在空間和傅里葉域中的場分布坐標。圖2(a)不僅顯示了入射平面內(nèi)的光照波和散射波,還顯示了離軸檢測立體角;圖2(b)描述了該傅里葉域?qū)庹詹▍?shù)的依賴關(guān)系。傅里葉域中每個單元的位置由平行投影的對應(yīng)方向余弦決定。對應(yīng)投影方向的單元中心空間頻率為

在角度細分光譜輻射計對比實驗中,測量整個半球空間的BRDF數(shù)據(jù)量很大。為了有效對比方法的有效性,本文只選取一個入射角度、一個反射方位角,來測量反射方位角改變的散射情況。測試的角度選取如下:光源天頂角為45°,探測器方位角為180°,探測器天頂角為0°～90°,角度細分光譜輻射計的探測步長為1°(每1°采集一次輻射數(shù)據(jù)),子孔徑掃描傅里葉變換系統(tǒng)步長為10°。測量波長為654.988 nm。通過調(diào)整樣品和檢測裝置的相對位置,基于3.2節(jié)介紹的數(shù)據(jù)處理方法,可以得到標準漫反射白板、鏡面和劃痕鏡面樣品的角散射光譜。結(jié)果如圖8～10所示。圖9 鏡面樣品的角散射光譜


本文編號：3408672