測量材料表面，就可以提升光學設計精確度？

光學材料能對光學產(chǎn)品的性能產(chǎn)生舉足輕重的影響，隨著光學技術的發(fā)展，業(yè)界對材料、表面、元件和系統(tǒng)的質量要求越來越高，甚至提出了新的需求。例如，在汽車行業(yè)中，光學元件需要高透射率和高散射率的材料，這些材料對光學系統(tǒng)的效率和外觀來說非常重要。而在天文觀測系統(tǒng)和星載系統(tǒng)中，光學元件對材料的要求可能大不相同，比如可能非?？粗夭牧鲜欠衲芟拗品瓷渎什p少雜散光（點擊查看相關文章）。

從上述文字中，我們可以看到反射率、透射率、吸收率數(shù)據(jù)及BSDF（雙向散射分布函數(shù)）是材料和表面特性的關鍵量化指標，在光學設計中，獲取這些精確數(shù)據(jù)可以幫助開發(fā)者在制作物理原型和進行制造之前評估材料，從而在設計階段就能對光學產(chǎn)品性能進行優(yōu)化。

為確保光學系統(tǒng)仿真獲得精確的結果，通常需要足夠精確的材料和表面特性數(shù)據(jù)。單靠幾何結構并不能確定出光線的分布；光學屬性能夠表征能量及光的方向是如何變化的。首先我們要了解用于表征表面和材料光學特性的物理量化的指標。

第一個量是光在角度上的分布，也稱為BSDF。BSDF描述了入射光經(jīng)過透射和/或反射后光線在角度空間中的散射分布情況。

對物體的整體外觀進行量化很復雜，因為外觀是一個主觀的品質。不過，外觀的某些特性可以通過光學散射測量來進行量化：

• 材料反射光的光譜分布與顏色間的關系
• 材料反射光的幾何分布與光澤間的關系
• 材料反射光的空間分布與紋理間的關系

要對外觀進行量化，需要在物理量和觀察者反應之間建立相關性，其中觀察者的反應通過視覺測量獲得。BSDF就是整合這些信息的物理量。新思科技REFLET和Mini-Diff產(chǎn)品可用于測量BSDF。

通過BSDF計算可以得出反射率值和透射率值，但這非常依賴于儀器的精度以及測量時的采樣或分辨率。

因此，在BSDF之外單獨測量R值/T值可以提高光學仿真的精確性。

新思科技TIS Pro是新思科技光學測量解決方案的新成員，可幫助用戶測量物體表面和材料的反射率/透射率。新思科技TIS Pro的功能是由集成在暗箱中的積分球和光譜探測器實現(xiàn)的，暗箱可以控制雜散光，用以確保測量結果的準確性。

新思科技TIS Pro的工作原理

▲圖2：新思科技TIS Pro對透射率進行測量

• 表征用于汽車設計或通用照明系統(tǒng)中的反射片/擴散片材料
• 對量產(chǎn)中的質量控制進行評估
• 分析航空航天光學器件所用鍍膜對雜散光的抑制
• 測量用于視覺渲染的光譜行為
• 研究化妝品的光學特性
• 針對多個入射角進行材料表征