BRDF/BTDF透反射(she)率測(ce)試系(xi)統

可(ke)見紅(hong)外(wai)雙(shuang)向反射(she)/透(tou)射(she)分布函數測(ce)量(liang)儀、BRDF/BTDF透反射(she)率測(ce)試系(xi)統

測(ce)量(liang)方(fang)案(an)

根(gen)據(ju)雙(shuang)向反射(she)/透(tou)射(she)分布函數的(de)定義，BRDF測(ce)量(liang)方(fang)法(fa)是(shi)分別(bie)測(ce)出入射(she)光(guang)譜(pu)輻(fu)照(zhao)度和(he)反射(she)/透(tou)射(she)光(guang)譜(pu)輻(fu)亮(liang)度(du)，兩者(zhe)之(zhi)比即為BRDF/BTDF。

雙(shuang)向反射(she)分布函數的(de)測(ce)量(liang)平(ping)臺(tai),照明光纖探(tan)頭(tou)和接(jie)收(shou)光(guang)纖探(tan)頭(tou)分別(bie)固定在(zai)帶滑(hua)軌的(de)懸(xuan)臂(bi)梁上(shang)，測(ce)試材料(liao)樣(yang)片放置在(zai)樣品(pin)臺(tai)上(shang)，通過懸(xuan)臂(bi)梁的(de)圓周運動(dong)以(yi)及照明和接收(shou)光(guang)纖探(tan)頭(tou)在(zai)懸臂(bi)梁上(shang)的(de)滑(hua)動(dong)獲(huo)得(de)不同的(de)光(guang)照與(yu)觀(guan)測(ce)條件(jian)。整個(ge)過程在(zai)計(ji)算機(ji)的(de)控制(zhi)下(xia)實現(xian)數據(ju)的(de)自(zi)動(dong)采(cai)集(ji)與(yu)處(chu)理(li)。

整個(ge)測(ce)量(liang)設(she)備(bei)包括照明系(xi)統、探(tan)測(ce)系(xi)統、測(ce)量(liang)機(ji)械(xie)系(xi)統和(he)數據(ju)處(chu)理(li)系(xi)統。在(zai)測(ce)量(liang)過程中(zhong)，通過接(jie)口(kou)軟(ruan)件(jian)將輻(fu)射(she)測(ce)量(liang)軟(ruan)件(jian)和測(ce)量(liang)機(ji)械(xie)系(xi)統的(de)控制(zhi)軟(ruan)件(jian)整合(he)在(zai)壹(yi)起(qi)，通過計(ji)算機(ji)自(zi)動(dong)控制(zhi)實(shi)驗的(de)整個(ge)測(ce)量(liang)過程，使得(de)實驗操作(zuo)起(qi)來(lai)簡便、快速(su)、省時(shi)。同時(shi)，研制(zhi)數據(ju)采(cai)集(ji)軟(ruan)件(jian)，實時(shi)進行(xing)數據(ju)采(cai)集(ji)並輸出結果。

1、 系(xi)統整體結構支(zhi)架(jia)采(cai)用鋁合(he)金(jin)型材搭建，外(wai)表美(mei)觀(guan)，結構穩定。

2、 光源及(ji)探測(ce)器支(zhi)架(jia)采(cai)用弧形(xing)導軌，探(tan)測(ce)器以(yi)導(dao)軌做(zuo)導(dao)向實(shi)現角度範圍(wei)的(de)測(ce)量(liang)；探(tan)頭(tou)部分光纖連接(jie)，光纖有Z小(xiao)彎折半(ban)徑要(yao)求(qiu)，所(suo)以要(yao)求(qiu)光纖在(zai)弧形(xing)導軌上(shang)並(bing)隨(sui)弧(hu)形(xing)導軌壹(yi)起(qi)移(yi)動(dong)。

3、 三(san)個(ge)獨立(li)的(de)嵌(qian)套(tao)導軌系(xi)統滿(man)足(zu)各個(ge)探(tan)測(ce)器和(he)光(guang)源能獨自(zi)做(zuo)旋(xuan)轉(zhuan)調(tiao)整，光源調(tiao)整軌道安(an)裝在(zai)300mm直徑轉(zhuan)臺(tai)上(shang)，可(ke)沿Z軸做水平(ping)轉(zhuan)動(dong)，滿(man)足(zu)各方向精(jing)確角(jiao)度(du)的(de)檢(jian)測(ce)需求(qiu)，二個(ge)獨立(li)導軌系(xi)統交(jiao)於(yu)同壹(yi)圓心（旋(xuan)臺(tai)中心(xin)），位於(yu)轉臺(tai)旋轉(zhuan)軸線(xian)上(shang)，同(tong)軸*.5-1mm。

4、樣品(pin)臺(tai)跟隨旋(xuan)轉(zhuan)臺(tai)壹(yi)起(qi)轉(zhuan)動(dong)，以(yi)實現探測(ce)方位角相對於(yu)樣品能360度調(tiao)整，而(er)照明方位角相對於(yu)樣品固定。

5、 電(dian)腦(nao)軟(ruan)件(jian)操作(zuo)控制(zhi)系(xi)統電(dian)機(ji)移(yi)動(dong)（在(zai)壹(yi)臺(tai)電(dian)腦(nao)上(shang)的(de)壹(yi)個(ge)軟(ruan)件(jian)中，調(tiao)節方便），實現精(jing)確的(de)點(dian)位控制(zhi)，Z小(xiao)角度分辨(bian)率0.1°，角度(du)調(tiao)節速(su)度(du)可(ke)控。

參(can)數

操(cao)作軟(ruan)件(jian)

1. 該軟(ruan)件(jian)主要(yao)功能包括運動(dong)平(ping)臺(tai)控制(zhi)、光(guang)譜(pu)儀控制(zhi)、手(shou)動(dong)/全(quan)自(zi)動(dong)測(ce)量(liang)、數據(ju)采(cai)集(ji)保(bao)存。

2、運動(dong)平(ping)臺(tai)共有四(si)個(ge)旋(xuan)轉自(zi)由(you)度(du)：旋(xuan)轉(zhuan)臺(tai)（方位0~360°）、照明臂(bi)（俯仰(yang)0~90°）、反射(she)測(ce)

量(liang)臂(bi)（俯仰(yang)0~90°）和透(tou)射(she)測(ce)量(liang)臂(bi)（60°~90°），對應(ying)1~4 軸號。通過該(gai)軟(ruan)件(jian)能控制(zhi)這(zhe)四(si)

個(ge)軸的(de)運動(dong)參(can)數，如(ru)移(yi)動(dong)到目(mu)標(biao)角度(du)、置零、回原(yuan)點(dian)、停止(zhi)等(deng)，並能顯示(shi)當前(qian)狀態，如當

前(qian)角度等(deng)。

3. 光譜(pu)儀控制(zhi)：

（1）顯(xian)示已(yi)連接(jie)的(de)光(guang)譜(pu)儀通道，可(ke)設(she)置(zhi)測(ce)量(liang)光(guang)譜(pu)間隔。

（2）選擇測(ce)量(liang)模式為幅(fu)度(du)模式或(huo)反射(she)/透(tou)射(she)模式。在(zai)選擇(ze)反射(she)/透(tou)射(she)模式前(qian)需進行(xing)存白、存黑操(cao)作(zuo)。

（3）顯示光(guang)譜(pu)儀默認(ren)的(de)測(ce)量(liang)參(can)數，並(bing)可對“平(ping)滑(hua)像素"、“平(ping)均(jun)次數"、“積(ji)分時間"等(deng)參(can)數進行(xing)更(geng)改。

（4）在(zai)幅(fu)度(du)模式下(xia)，在(zai)點(dian)擊“開(kai)始(shi)測(ce)量(liang)"按(an)鈕(niu)得(de)到光(guang)譜(pu)後，通過點(dian)擊“存白"按鈕(niu)保(bao)存參考， 點(dian)擊“存黑"按(an)鈕(niu)保(bao)存暗背(bei)景(jing)。

4. 手(shou)動(dong)采(cai)集(ji)：通過軟(ruan)件(jian)設置(zhi)運動(dong)平(ping)臺(tai)的(de)角(jiao)度位置和(he)光(guang)譜(pu)儀參數，點(dian)擊“手(shou)動(dong)測(ce)量(liang)"可(ke)采(cai)集(ji)壹(yi)次反射(she)/投(tou)射(she)數據(ju)。

5. 全(quan)自(zi)動(dong)采(cai)集(ji)：該軟(ruan)件(jian)能控制(zhi)運動(dong)平(ping)臺(tai)和光(guang)譜(pu)儀協同工作(zuo)，以(yi)實現(xian)全(quan)自(zi)動(dong)反射(she)/投(tou)射(she)數據(ju)采(cai)集(ji)。

(1) 設定平(ping)臺(tai)運動(dong)方(fang)案(an)

①、設(she)定旋轉臺(tai)調(tiao)整角度(du)範圍(wei)（起(qi)始(shi)角度和終(zhong)止角(jiao)度(du)）、步進角度；

②、設(she)定照明臂(bi)調(tiao)整角度(du)範圍(wei)（起(qi)始(shi)角度和終(zhong)止角(jiao)度(du)）、步進角度；

③、設(she)定反射(she)/透(tou)射(she)臂(bi)調(tiao)整角度(du)範圍(wei)（起(qi)始(shi)角度和終(zhong)止角(jiao)度(du)）、步進角度；

註：調(tiao)整角度(du)範圍(wei)應(ying)是(shi)步進角度的(de)整數倍(bei)；在(zai)壹(yi)個(ge)測(ce)量(liang)方(fang)案(an)中(zhong)，旋(xuan)轉(zhuan)臺(tai)、照明臂(bi)、反射(she)/透(tou)射(she)臂(bi)的(de)角(jiao)度可以是(shi)固定在(zai)某(mou)個(ge)角(jiao)度，將(jiang)該(gai)軸的(de)起(qi)始(shi)角度和終(zhong)止角(jiao)度(du)設(she)成某(mou)壹(yi)相同值(zhi)即可。

(2) 設(she)定光譜(pu)儀參數

(3) 點(dian)擊“全(quan)自(zi)動(dong)測(ce)量(liang)"，運動(dong)平(ping)臺(tai)各軸跑到起(qi)始(shi)角度，然後按照(zhao)先(xian)進行(xing)三(san)級掃描(miao)——反射(she)/透(tou)射(she)臂(bi)（探測(ce)臂(bi)俯仰(yang)角）掃描(miao)，再(zai)進行(xing)二(er)級掃描(miao)——旋(xuan)轉(zhuan)臺(tai)（探測(ce)方位角）掃描(miao)，Z後進行(xing)壹(yi)級掃描(miao)——照(zhao)明臂(bi)掃描(miao)的(de)順(shun)序(xu)運動(dong)。

(4) 運動(dong)平(ping)臺(tai)每(mei)跑(pao)到壹(yi)個(ge)位置，需(xu)穩定壹(yi)段(duan)時(shi)間，然後光譜(pu)儀再進行(xing)測(ce)量(liang)采(cai)集(ji)。

6. 數據(ju)保(bao)存

光譜(pu)儀的(de)每(mei)壹(yi)次測(ce)量(liang)都(dou)輸出的(de)壹(yi)組數據(ju)，該(gai)數據(ju)為兩列，D壹(yi)列是(shi)波長，第(di)二列是(shi)與(yu)波長對應(ying)的(de)反射(she)/透(tou)射(she)比(bi)。該(gai)數據(ju)保(bao)存為txt文件，文件名中包含測(ce)量(liang)序(xu)號(hao)以(yi)及(ji)三(san)個(ge)角(jiao)度信息如(ru)：

“2.12.128_照明臂(bi)角度_探(tan)測(ce)臂(bi)方位角度(du)_探(tan)測(ce)臂(bi)俯仰(yang)角度(du).txt"。其(qi)中(zhong)，測(ce)量(liang)序(xu)號(hao)的(de)格(ge)式為“壹(yi)級掃描(miao)序(xu)號(hao).二(er)級掃描(miao)序(xu)號(hao).三(san)級掃描(miao)序(xu)號(hao)"，例(li)如“2.12.128"的(de)含(han)義為照(zhao)明臂(bi)第(di)2個(ge)掃描(miao)位置. 旋(xuan)轉(zhuan)臺(tai)第(di)12個(ge)掃描(miao)位置. 探(tan)測(ce)臂(bi)第(di)128個(ge)掃描(miao)位置。

功(gong)能與(yu)配置

1. 功能

各種材料(liao)可(ke)見光至(zhi)近(jin)紅(hong)外(wai)雙(shuang)向反射(she)分布函數與(yu)雙(shuang)向透(tou)射(she)分布函數的(de)自(zi)動(dong)測(ce)量(liang)。

2. 配置

(1) 光譜(pu)儀：雙(shuang)通道

(2) 測(ce)量(liang)平(ping)臺(tai)：四(si)個(ge)旋(xuan)轉自(zi)由(you)度(du)

(3) 測(ce)量(liang)儀與(yu)轉臺(tai)的(de)接(jie)口(kou)軟(ruan)件(jian)；

(4) 光譜(pu)測(ce)量(liang)軟(ruan)件(jian)；

(5) 控制(zhi)/測(ce)量(liang)計(ji)算機(ji)（為了(le)便於(yu)測(ce)量(liang)，需(xu)配置1臺(tai)高性(xing)能筆記(ji)本(ben)電(dian)腦(nao)，用於(yu)測(ce)量(liang)數據(ju)的(de)采(cai)集(ji)與(yu)存儲