什么是全向散射?
总散射的定义
总综合散射(TIS)描述了光线因表面或光学元件的漫反射和透射而偏离入射光方向的程度。当光线入射到表面时,它等于漫反射和透射的光功率之和与入射光功率之比。
TIS = (漫反射辐射通量 + 漫透射辐射通量) / [(镜面反射功率 + 镜面透射功率) + (漫反射功率 + 漫透射功率)]
这意味着TIS是一个无量纲的数值,其取值范围在0到1之间。
TIS 的目的是收集所有方向上的散射光,同时排除镜面反射光。
目录
TIS为何对光学设计至关重要?
TIS 是基础 材料精确光学特性的基础 。它是多种光学材料性能指标之一,能够直接测量光与材料样品之间的相互作用。
在光学设计过程中,精确的仿真结果取决于准确的光学性质定义(包括表面性质和体性质)。仅凭几何形状往往无法确定光分布。光学材料和表面性质决定了光线能量及方向的变化方式。准确掌握所用材料的光学特性至关重要。随后,您可以将结果导出到光学设计软件中。
准确的测量数据有助于:
- 光学设计工程师,他们需要准确的光学参数来进行光学设计软件的仿真
- 研发工程师需要设计出能够提供特定光学性能的合适材料
- 质量控制人员,他们在制造质量保证和控制流程中负责检查这些特性
除了TIS外,通常测量的光学材料性能指标还包括:
- 双向散射分布函数(BSDF)
- 反射率、透射率、吸光度比
如何衡量TIS?
众所周知,TIS测量非常困难,主要原因在于必须将镜面反射光和透射光与散射光区分开来。这些辐射分布通常会相互重叠,仅凭测量设备的几何结构很难将它们区分开来。
以下段落概述了测量TIS的几种方法:
使用积分球测量TIS
您可以使用专门设计的积分球来测量材料样品或表面的总内部散射(TIS)。理想情况下,测量装置应将半球内所有散射光信号(不含镜面反射)进行测量:样品发出的散射光由朗伯反射半球进行积分,然后除以入射光束的总反射和透射功率(该功率同样在反射半球内进行测量)进行归一化。
实际操作中,您需将样品分别放置在积分球的出射口和入射口处,并用激光光源照射,以分别测量(镜面反射功率 + 漫反射透射功率)和(漫反射反射功率 + 镜面反射透射功率)。 在打开一个允许镜面光束从积分球射出的端口后,再次进行相同的测量,以确保该光束不被计入漫反射透射功率和漫反射反射功率的测量结果中。
根据BSDF测量TIS
您还可以使用带探测器的测角仪来测量TIS,该探测器可在角空间内扫描,从而测量样品或表面的BSDF。您可以根据以下公式,直接从BSDF测量值计算出TIS。
其中,θd 和 φd 分别表示散射角和探测器的方位角。
θi 和 φi 分别表示散射角和天体的方位角。
θdSpecular max和 θdSpecular min是 BSDF 中镜面反射部分的上下限。
TIS的计算精度取决于BSDF的精度和BSDF的采样。分辨率越高,TIS的评估结果就越准确。
是德科技提供哪些解决方案?
是德科技在光照和温度受控的实验室中提供测量服务。我们可以采用上述提到的积分球法测量TIS。
此外,是德科技还提供用于实验室测量BSDF的高端散射测量仪器,您可以利用这些测量结果进行TIS计算。 例如,是德科技的REFLET 180S能够测量 BSDF,从而从这些测量数据中提取/计算 TIS。其精度取决于测量的分辨率。仪器 不同的角分辨率仪器 使您能够以不同精度的水平从 BSDF 测量数据中提取镜面反射成分。
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