什么是全内反射（TIR）双向散射分布（BSDF）？
全内反射（TIR）双向散射分布（BSDF）的定义
在光学设计中，全内反射（TIR）双向散射分布函数（BSDF），也称为内部BSDF，是指在分离两种不同介质的界面处测得的双向散射分布函数。其目的是测量来自材料内部的表面散射。这对于表面粗糙的材料尤为重要，因为在这些材料中，表面散射与全内反射现象会在两个不同的介质上同时发生。 请参见图中示例，该图展示了在LightTools中建模的具有VDI纹理的光导。
与任何BSDF模型一样，您必须考虑光源的方向。本图展示了如何为每种情况命名。当散射元件不能被视为薄扩散体时，此类测量将非常有用。例如，光导管若结合了粒面表面处理，则必须考虑全内反射（TIR）BSDF测量。
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为什么TIR对光学设计如此重要？
除了经典的BSDF外，TIR BSDF也是测量角度光学散射基础 。它是多种方法中的一种，可帮助您尽可能精确地了解所用材料的光学特性。
在光学设计中，精确的仿真结果取决于准确的光学特性。事实上，仅凭几何形状并不能决定光分布；正是光学特性决定了光线的能量和方向如何变化。获得精确特性的最佳方法是直接测量材料，并将数据导出到光学软件工具中使用。
精确的测量对整个设计过程大有裨益：
- 光学设计师需要准确的光学参数来进行光线追踪仿真。
- 研发工程师需要设计出具有指定光学性能的合适材料。
- 质量保证人员必须在生产过程中严格把控质量检查。
是德科技为测量TIR提供了哪些解决方案？
全内反射（TIR）是最复杂的散射测量方法之一。是德科技为全内反射测量提供了两种解决方案：是德科技 REFLET 180S 和是德科技 Mini-Diff V2。
是德科技 REFLET 180S
这需要一种特殊的测量装置，确保顶部抛光表面不会对BSDF测量结果产生影响（包括菲涅尔损耗和散射）。是德科技的方法是在顶部抛光表面安装一个半球面透镜，其折射率应尽可能接近样品的折射率。
该半球可消除入射光和出射光在未被测量的表面上产生的折射。是德科技的方法还利用折射率匹配液体建立光学接触，从而消除界面处的菲涅尔反射。
随后，您可以使用是德科技（Keysight）的 REFLET 180S 进行标准的 BRDF 或 BTDF 测量。
要全面表征一个样品，您需要四种不同的测量配置。
该图展示了使用是德科技 REFLET 180S 测得的 VDI 表面处理效果。
Mini-Diff V2
您还可以使用是德科技（Keysight）Mini-Diff V2仪器，结合LightTools及其微面散射模型，进行TIR测量。
该方案结合了LightTools微面散射模型以及使用Mini-Diff V2进行的一次BTDF测量：即在单一波长下测得的入射角为0°的正面BTDF。这种设置的优势在于，在未测量的表面上不会发生折射。
在 Excel 中对 Mini-Diff V2 的测量结果进行格式调整后，即可将数据导入 LightTools 用于微面模型。
微面散射模型构建了一个由微小面组成的虚拟表面。这些面的倾斜度被设定为：当光束以某个入射角照射表面时，出射光束的分布与该设定相符。对于任何其他入射角，该模型将根据微面的几何形状计算出相应的分布。随后，您可以将此几何形状应用于所有其他仿真。
下表的对比数据验证了该方法的有效性，模拟结果与相应的测量结果高度吻合。
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