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R1 角分辨光譜儀 | 變角度輻射測量
閱讀：549 發(fā)布時間：2019-1-16
R1 角分辨光譜儀 | 變角度輻射測量
上海復(fù)享光學(xué) R1 角分辨光譜系統(tǒng) 是一款用于毫米級樣品光譜測量的系統(tǒng)，可以從不同角度實現(xiàn)光譜的入射和出射，是研究光子晶體、超材料等微納光子材料反射、透射、吸收、能帶、缺陷態(tài)等特性*的利器，被廣泛應(yīng)用于材料、物理、化學(xué)、生物、微電子等研究領(lǐng)域之中。
支持上反射、下反射、透射、散射、輻射、自由、編程7種測量模式；入射角度 0~180° 可調(diào)，接收角度 0~360° 可調(diào)，輕松實現(xiàn)真正的 0° 背反射光譜測量。
散射模式中，R1 可以實現(xiàn)固定入射角度下的，多角度接收的光譜測量；當(dāng)接收角設(shè)定為 -180° 到 180° 接收時，即實現(xiàn)了特定入射角度下的二維 BRDF 測量。
實驗設(shè)計
鐳射紙散射模式下反射率測試
測試條件：積分時間：30ms；
入射光角度：0°；探測角度：20°~ 70°；
樣品名稱：鐳射紙； 白板做參比（注：由于白板的散射率遠遠低于鐳射紙的散射，實驗時，參比的積分時間為 500ms.）
0°角入射時，鐳射紙相對于標(biāo)準(zhǔn)白板在 20°~ 70°的散射率如下圖（左），其中，單一曲線代表了某一接收角度下，不同波長的散射率。通過對 R1 測得的各角度散射率曲線進行處理，可以獲取入射角為 0°時，鐳射紙的雙向反射分布，如下圖（右）。
結(jié)論
R1 角分辨系統(tǒng)的優(yōu)勢在于，不僅能夠獲得某一接收角度下光強的變化信息，而且能夠得到此角度下不同波長光譜信息，使得對于角度和波長的分辨更加。
背景
雙向反射分布函數(shù)（Bidirectional Reflectance Distribution Function，BRDF）用來定義給定入射方向上的輻射照度（irradiance）如何影響給定出射方向上的輻射率（radiance），描述了入射光線經(jīng)過某個表面反射后如何在各個出射方向上分布——可以是從理想鏡面反射到漫反射、各向同性（isotropic）或者各向異性（anisotropic）的各種反射。
雙向反射分布函數(shù)（Bidirectional Reflectance Distribution Function，BRDF）用來定義給定入射方向上的輻射照度（irradiance）如何影響給定出射方向上的輻射率（radiance），描述了入射光線經(jīng)過某個表面反射后如何在各個出射方向上分布——可以是從理想鏡面反射到漫反射、各向同性（isotropic）或者各向異性（anisotropic）的各種反射。
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| 圖1，BRDF測試原理圖 |
上海復(fù)享光學(xué) R1 角分辨光譜系統(tǒng) 是一款用于毫米級樣品光譜測量的系統(tǒng)，可以從不同角度實現(xiàn)光譜的入射和出射，是研究光子晶體、超材料等微納光子材料反射、透射、吸收、能帶、缺陷態(tài)等特性*的利器，被廣泛應(yīng)用于材料、物理、化學(xué)、生物、微電子等研究領(lǐng)域之中。
支持上反射、下反射、透射、散射、輻射、自由、編程7種測量模式；入射角度 0~180° 可調(diào)，接收角度 0~360° 可調(diào)，輕松實現(xiàn)真正的 0° 背反射光譜測量。
散射模式中，R1 可以實現(xiàn)固定入射角度下的，多角度接收的光譜測量；當(dāng)接收角設(shè)定為 -180° 到 180° 接收時，即實現(xiàn)了特定入射角度下的二維 BRDF 測量。
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| 圖2，角分辨光譜測試系統(tǒng) |
實驗設(shè)計
鐳射紙散射模式下反射率測試
測試條件：積分時間：30ms；
入射光角度：0°；探測角度：20°~ 70°；
樣品名稱：鐳射紙； 白板做參比（注：由于白板的散射率遠遠低于鐳射紙的散射，實驗時，參比的積分時間為 500ms.）
0°角入射時，鐳射紙相對于標(biāo)準(zhǔn)白板在 20°~ 70°的散射率如下圖（左），其中，單一曲線代表了某一接收角度下，不同波長的散射率。通過對 R1 測得的各角度散射率曲線進行處理，可以獲取入射角為 0°時，鐳射紙的雙向反射分布，如下圖（右）。
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| 圖3，BRDF分布圖 |
結(jié)論
R1 角分辨系統(tǒng)的優(yōu)勢在于，不僅能夠獲得某一接收角度下光強的變化信息，而且能夠得到此角度下不同波長光譜信息，使得對于角度和波長的分辨更加。