雙向反射分布函數(shù)測(cè)量光路設(shè)計(jì)

閆麗榮，高愛華，王少剛

(西安工業(yè)大學(xué) 陜西省薄膜技術(shù)與光學(xué)檢測(cè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/光電工程學(xué)院，西安 710021)

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雙向反射分布函數(shù)測(cè)量光路設(shè)計(jì)

閆麗榮，高愛華，王少剛

(西安工業(yè)大學(xué) 陜西省薄膜技術(shù)與光學(xué)檢測(cè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/光電工程學(xué)院，西安 710021)

為了研究光路結(jié)構(gòu)對(duì)雙向反射分布函數(shù)測(cè)量的影響，通過在光路上增加光學(xué)器件對(duì)光束進(jìn)行整形，采用探測(cè)器導(dǎo)軌、拉桿結(jié)合滑塊的機(jī)械結(jié)構(gòu)方式，結(jié)合相關(guān)檢測(cè)技術(shù)實(shí)現(xiàn)雙向反射分布函數(shù)(BRDF)測(cè)量，通過搭建原理樣機(jī)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了入射角度和光闌對(duì)樣品散射率測(cè)量的影響.結(jié)果表明：在光源功率為1 mW時(shí)，該BRDF測(cè)量系統(tǒng)達(dá)到10-11散射率的測(cè)量，有效提高了BRDF測(cè)量精度.

雙向反射分布函數(shù)；光路結(jié)構(gòu)；散射率；光闌

散射現(xiàn)象是由入射光的電磁波與傳播介質(zhì)中的粒子相互作用而產(chǎn)生，光照射在有一定形狀和介電特性的光學(xué)元件表面時(shí)所產(chǎn)生的散射場(chǎng)分布是確定的，光學(xué)元件表面空間散射測(cè)量對(duì)獲得光學(xué)元件表面微觀幾何形狀，評(píng)價(jià)光學(xué)元件的光學(xué)特性以及改進(jìn)制造工藝等方面都具有重要意義.雙向反射分布函數(shù)(Bidirectional Reflectance Distribution Function，BRDF)是反映材料表面空間反射特性的基本物理量，它描述了來自指定方向的入射光線經(jīng)材料表面反射到空間各個(gè)方向的反射光分布[1].

目前，德國(guó)和美國(guó)等多個(gè)發(fā)達(dá)國(guó)家相繼研制了BRDF測(cè)量裝置，特別是德國(guó)夫瑯禾費(fèi)實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)研制出多套不同應(yīng)用場(chǎng)合的測(cè)量裝置[2-7]，文獻(xiàn)[2-4]夫瑯禾費(fèi)實(shí)驗(yàn)室的幾種散射測(cè)量裝置，其光源覆蓋多個(gè)波長(zhǎng)范圍，利用斬波器對(duì)光束進(jìn)行調(diào)制，采用衰減器匹配入射光和散射測(cè)量動(dòng)態(tài)范圍，并且利用空間濾波器消除雜散光，光束則聚焦于探測(cè)器光敏面上，等效噪聲已達(dá)到10-9sr-1，但是其大多數(shù)散射測(cè)量裝置都未對(duì)BRDF測(cè)量光路進(jìn)行深入研究或報(bào)道.國(guó)內(nèi)科研院所在BRDF測(cè)量方面也都有深入研究，文獻(xiàn)[5-7]BRDF測(cè)量光路采用積分球光源、雙光路系統(tǒng)、光纖陣列和CCD等實(shí)現(xiàn)BRDF高精度探測(cè)，但是它們一般都將激光器的出射光束直接照射到樣品表面，或者對(duì)光束進(jìn)行一些簡(jiǎn)單的整形后進(jìn)行測(cè)量.而空間散射光屬于微弱光信號(hào)，在外部強(qiáng)噪聲背景下，激光束不僅具有高斯分布特性，有較大發(fā)散角，還受到空氣擾動(dòng)和顆粒散射等雜散光的影響[8].實(shí)現(xiàn)BRDF的高精度測(cè)量，除了信號(hào)采集處理部分和機(jī)械結(jié)構(gòu)外，光路部分也是影響測(cè)量精度的重要因素，光路結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計(jì)對(duì)于實(shí)現(xiàn)空間微弱散射光信號(hào)的高精度測(cè)量很重要.針對(duì)BRDF測(cè)量光路研究的不足，本文基于BRDF測(cè)量理論，通過在光路上增加光學(xué)器件，采用探測(cè)器導(dǎo)軌和拉桿結(jié)合滑塊的機(jī)械結(jié)構(gòu)方式，結(jié)合相關(guān)檢測(cè)技術(shù)實(shí)現(xiàn)BRDF測(cè)量.

1 設(shè)計(jì)理論

BRDF定義為目標(biāo)在某一方向(θr,φr)的反射亮度dLr(單位：W·m-2·sr-1·nm-1)與入射方向(θi,φi)照度dEi(單位：W·m-2·nm-1)的比值fr(單位：sr-1)，示意圖如圖1所示，BRDF表達(dá)式為

(1)

式中：下標(biāo)i和r分別為入射量和反射量；θ為天頂角；φ為方位角；ΔΩs為探測(cè)器接收樣品面散射光立體角；Δps為ΔΩs內(nèi)的散射光功率；pi為入射光功率； dLr和dEi均為無窮小數(shù)值.對(duì)于探測(cè)器來說，則需要無窮小視場(chǎng)角，因此，應(yīng)用式(1)測(cè)量BRDF不具有現(xiàn)實(shí)操作性.

圖1 BRDF示意圖

在實(shí)際測(cè)量中，當(dāng)光源為準(zhǔn)直光束，且光束截面內(nèi)光分布均勻，探測(cè)器所對(duì)應(yīng)視場(chǎng)角均為固定值，BRDF 的測(cè)量值計(jì)算則為探測(cè)器視場(chǎng)角范圍內(nèi)的平均數(shù)值，因此可以表達(dá)為

(2)

式(2)需要分別用照度計(jì)和亮度計(jì)測(cè)出入射光譜輻照度和反射光譜輻照度，這種測(cè)試方法雖簡(jiǎn)單，但誤差很大，本測(cè)試系統(tǒng)采用的是比較的方法，通過對(duì)散射光的測(cè)量值與基準(zhǔn)光的測(cè)量值比較得出散射率，設(shè)衰減片的透過率為T，待測(cè)樣片的散射率為S，U1為基準(zhǔn)光對(duì)應(yīng)的測(cè)量電壓，U2為樣品空間散射光測(cè)量電壓值可推得

(3)

式(3)即為空間散射率計(jì)算公式[9].

一般激光器出射光束的光斑是一個(gè)圓形斑，在圓形斑內(nèi)，光強(qiáng)分布并不均勻，而是呈高斯分布.在光束橫截面內(nèi)，光強(qiáng)是按照高斯函數(shù)規(guī)律從中心向外平緩的下降，激光束在傳播的過程中，光束直徑按照雙曲線的規(guī)律變化傳輸，并且光束能夠維持一個(gè)固定的發(fā)散角.在光束從激光器出射到入射到樣品面發(fā)生散射的光路傳輸過程中，由于背景雜散光以及顆粒散射等影響，高斯光束光強(qiáng)分布失去對(duì)稱型，樣品面光斑內(nèi)的光強(qiáng)分布會(huì)不均勻，探測(cè)器接收后會(huì)產(chǎn)生測(cè)量誤差.并且根據(jù)式(1)～(3)，BRDF測(cè)量時(shí)需要入射光線全部進(jìn)入探測(cè)器測(cè)得入射光功率，且探測(cè)器接收空間散射光的立體角范圍需盡量小.若通過合理光路搭建，使光束光強(qiáng)分布均勻，減小光束發(fā)散角，入射光及基準(zhǔn)測(cè)量時(shí)增大其進(jìn)入探測(cè)器的范圍，并減小探測(cè)器接收散射光立體角范圍，消除背景雜散光，可有效提高BRDF測(cè)量精度.

2 BRDF測(cè)量系統(tǒng)光路結(jié)構(gòu)

BRDF測(cè)量系統(tǒng)的核心光路結(jié)構(gòu)如圖2所示，該光路結(jié)構(gòu)主要由1-光源、2-斬波器、3-衰減器、4-擴(kuò)束鏡、5-聚焦鏡、6、7-光路轉(zhuǎn)折組件、8-樣品、9-光闌、10-導(dǎo)光管、11-探測(cè)器、12-探測(cè)器軌道、13-拉桿、14-滑塊及15-光學(xué)平板組成.

圖2 BRDF測(cè)量系統(tǒng)核心光路結(jié)構(gòu)

激光器出射光束首先經(jīng)斬波器調(diào)制，調(diào)制頻率作為后續(xù)鎖相放大器的輸入?yún)⒖碱l率，然后經(jīng)衰減器、擴(kuò)束鏡、聚焦鏡后，經(jīng)光束轉(zhuǎn)折后以一定角度入射到樣品面發(fā)生散射，空間散射光經(jīng)光闌和導(dǎo)光管后入射到探測(cè)器光敏面，且光束焦點(diǎn)位于探測(cè)器光敏面.光電探測(cè)器可在探測(cè)器軌道上滑動(dòng)，根據(jù)軌道側(cè)面刻度可得方位角大小.通過位移滑塊和拉桿的配合，使探測(cè)器軌道在半球面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，根據(jù)滑塊位移可計(jì)算出天頂角大小.探測(cè)器將散射光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)后送鎖相放大器去噪處理，經(jīng)數(shù)據(jù)采集組件AD轉(zhuǎn)換后送入計(jì)算機(jī)進(jìn)行計(jì)算獲得測(cè)量結(jié)果[10].

為了匹配散射光信號(hào)強(qiáng)度以及探測(cè)器測(cè)量范圍，采用衰減器對(duì)激光器出射光束進(jìn)行衰減.這樣不僅避免了強(qiáng)光信號(hào)對(duì)探測(cè)器的損壞，并且整個(gè)測(cè)量過程只需采用一個(gè)探測(cè)器便可完成基準(zhǔn)和散射測(cè)量，無需更換或增加探測(cè)器以及監(jiān)測(cè)光路，減少了誤差，提高了系統(tǒng)測(cè)量精度.

激光器出射的高斯光束具有一定的發(fā)散角，且光斑直徑較小，再加上背景雜散光等因素影響，使得光束光強(qiáng)分布不均，失去對(duì)稱性，包含了不同頻率的光強(qiáng)，并且為了提高測(cè)量速度，樣品處的光斑尺寸需達(dá)到一定大小，根據(jù)BRDF定義式(2)，探測(cè)器視場(chǎng)角范圍內(nèi)的平均數(shù)值計(jì)算將會(huì)產(chǎn)生誤差，因此,需要采取措施均勻光束橫截面光強(qiáng)，提高BRDF測(cè)量精度，且擴(kuò)大光斑直徑.擴(kuò)束系統(tǒng)實(shí)際上是一種無焦倒置望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)，開普勒望遠(yuǎn)形式的擴(kuò)束鏡結(jié)構(gòu)類似于空間濾波器結(jié)構(gòu)，而空間濾波器基于阿貝成像理論可以濾除光束中的高頻雜散光，使光束光強(qiáng)分布更加均勻，形成理想高斯光束，并且擴(kuò)大光束直徑，因此光路采用擴(kuò)束鏡對(duì)光束進(jìn)行擴(kuò)束準(zhǔn)直.

圖3為光束在樣品處的光路示意圖，對(duì)于國(guó)內(nèi)大多數(shù)BRDF測(cè)量裝置，一般都將激光器的出射光束直接照射到樣品表面，或者只對(duì)光束進(jìn)行簡(jiǎn)單整形后進(jìn)行測(cè)量，如圖3所示，未經(jīng)過聚焦透鏡的平行光束直接入射到樣品表面，會(huì)向各個(gè)方向發(fā)生散射，探測(cè)器將接收到β范圍大小的散射光.若在光路上增加一個(gè)聚焦透鏡，則平行光束經(jīng)聚焦透鏡后會(huì)聚入射到樣品表面，樣品表面的光斑減小，使得測(cè)探測(cè)器接收的光斑直徑近似為愛里圓，且焦點(diǎn)則位于探測(cè)器光敏面上，此時(shí)探測(cè)器將接收到α范圍大小的散射光.由圖3可以看出α≤β，聚焦透鏡增加了進(jìn)入探測(cè)器的光線數(shù)量.由于本BRDF的測(cè)量系統(tǒng)采用相對(duì)測(cè)量法，通過將散射光的測(cè)量值與基準(zhǔn)光的測(cè)量值比較得出散射率，根據(jù)式(3)，基準(zhǔn)光測(cè)量需要將所有光線入射到探測(cè)器光敏面.若采用圖3中未添加聚焦透鏡的光路，則在進(jìn)行基準(zhǔn)光測(cè)量時(shí)，只有部分光線能進(jìn)入探測(cè)器，產(chǎn)生測(cè)量誤差.若采用圖3中添加聚焦透鏡的光路，加上聚焦透鏡，則在進(jìn)行基準(zhǔn)光測(cè)量時(shí)，全部光線進(jìn)入探測(cè)器，且基準(zhǔn)光測(cè)量和散射測(cè)量均在同一實(shí)驗(yàn)條件下，測(cè)量值與基準(zhǔn)光的測(cè)量值比較后，消除了光源波動(dòng)、光強(qiáng)損失和背景雜散光等引起的測(cè)量誤差，極大提高了測(cè)量系統(tǒng)信噪比，且減小了光束發(fā)散角，有效提高了BRDF測(cè)量精度.

圖3 樣品處光路示意圖

根據(jù)雙向反射分布函數(shù)的定義，需要對(duì)不同入射角的空間散射光強(qiáng)測(cè)量.光束轉(zhuǎn)折組件主要是利用光線的反射原理，對(duì)光束進(jìn)行提升(降低)，改變光束入射到樣品角度的作用.圖4為光束轉(zhuǎn)折器的原理圖.在起始位置0處，光束水平入射到45°反射鏡，再沿豎直方向入射到位置0處的偏轉(zhuǎn)鏡.此時(shí)入射到樣品探測(cè)點(diǎn)的光束角度與水平面夾角為0°.順時(shí)針旋轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)鏡Δβ，使探測(cè)點(diǎn)的入射光方向變?yōu)棣う粒瑸槭固綔y(cè)點(diǎn)位置不變，需沿豎直方向移動(dòng)反射鏡距離Δx.

圖4 光束轉(zhuǎn)折器原理圖

Fig.4 Principle of beam turning assembly

根據(jù)三角函數(shù)計(jì)算得偏轉(zhuǎn)鏡轉(zhuǎn)動(dòng)角度Δβ與位移Δx的關(guān)系為

Δβ=(arctanΔx/L)/2

(4)

由于增加了聚焦鏡組件，入射角將不是一個(gè)單一角度，而是一個(gè)微小角度區(qū)間，而光束在樣品面處形成一個(gè)一定尺寸的光斑.假設(shè)光斑區(qū)域樣品表面特性相同，光斑橫截面內(nèi)光強(qiáng)分布均勻，則微小光斑內(nèi)所有的散射光強(qiáng)相同，探測(cè)器也將接收到相對(duì)應(yīng)的空間散射光強(qiáng)，且在實(shí)際連續(xù)測(cè)量中，樣品面處入射光束很細(xì)，且多個(gè)探測(cè)光斑邊緣是相互重合的.根據(jù)BRDF定義，則入射角可近似為偏轉(zhuǎn)鏡處光斑中心點(diǎn)與樣品面光斑中心點(diǎn)的連線和探測(cè)點(diǎn)法線夾角，即90°-△α，近似符合BRDF測(cè)量定義，在一定程度上近似反映了樣品BRDF特性.

為了補(bǔ)償偏轉(zhuǎn)鏡移動(dòng)距離Δx后光束焦點(diǎn)的改變，聚焦鏡位置需沿光軸方向相應(yīng)移動(dòng)距離Δx，使得焦點(diǎn)位置始終位于探測(cè)器光敏面.

根據(jù)雙向反射分布函數(shù)的定義，需要對(duì)一定大小的方位角和天頂角進(jìn)行測(cè)量.探測(cè)器位于半圓形圓導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌側(cè)壁刻有0°～180°角度刻線，用以測(cè)量角度數(shù)值.拉桿一端連接圓導(dǎo)軌，另一端連接滑塊，滑塊由直線電機(jī)帶動(dòng)，進(jìn)而帶著圓導(dǎo)軌在豎直面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng).其三者結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)原理如圖5所示.

由圖5可見，設(shè)拉桿、圓形導(dǎo)軌及滑塊組成的機(jī)械結(jié)構(gòu)從初始位置0°處開始轉(zhuǎn)動(dòng)，至位置1處時(shí)，滑塊運(yùn)動(dòng)距離X時(shí)，導(dǎo)軌與水平線夾角為θ，至位置2時(shí)，導(dǎo)軌與水平夾角為0°.根據(jù)余弦定理，可推出導(dǎo)軌轉(zhuǎn)角與直線位移導(dǎo)軌移動(dòng)距離X的函數(shù)關(guān)系式為

(5)

式中：R為圓導(dǎo)軌半徑；L為拉桿長(zhǎng)度；d1為圓導(dǎo)軌轉(zhuǎn)軸與滑塊的垂直高度；d2為樣品臺(tái)中心與直線位移導(dǎo)軌的距離；X為滑塊移動(dòng)距離；θ為拉桿與水平線的夾角，則可得到天頂角為90°-θ，方位角可根據(jù)導(dǎo)軌端面角度刻線確定.

圖5 拉桿與位移導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)原理圖

根據(jù)式(1)，BRDF理論測(cè)量時(shí)，探測(cè)器接收的散射光范圍無窮小，探測(cè)器需距離探測(cè)點(diǎn)無窮遠(yuǎn)處方可實(shí)現(xiàn)測(cè)量條件，而在實(shí)際測(cè)量中，探測(cè)器只能被機(jī)械結(jié)構(gòu)限制在探測(cè)點(diǎn)一定范圍內(nèi).因此，只能通過減小探測(cè)器接收的散射光范圍來實(shí)現(xiàn)BRDF測(cè)量，提高測(cè)量精度.因此，本測(cè)試系統(tǒng)在探測(cè)器光敏面外增加了光闌.

由于環(huán)境灰塵顆粒的存在，光路上的灰塵顆粒發(fā)生的散射也會(huì)進(jìn)入探測(cè)器，產(chǎn)生噪聲信號(hào)，且由于空氣流動(dòng)性，噪聲信號(hào)大小隨時(shí)變化.因此，本測(cè)試系統(tǒng)在探測(cè)器光敏面外增加了導(dǎo)光管.空間顆粒散射和實(shí)驗(yàn)環(huán)境的雜散光絕大部分導(dǎo)光管屏蔽，也減小了探測(cè)器接收散射光立體角范圍，有效濾除了雜散光，提高了測(cè)量的信噪比.

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及討論

為了驗(yàn)證所設(shè)計(jì)的BRDF測(cè)量系統(tǒng)的光路結(jié)構(gòu)以及相關(guān)部分功能，搭建原理樣機(jī)，并對(duì)入射角度和光闌對(duì)測(cè)量精度影響作了簡(jiǎn)單驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn).

選用功率為1 mW，波動(dòng)在±0.2%內(nèi)的高精度氦氖激光器為入射光源，樣品為離子刻蝕后的藍(lán)寶石晶體薄片，其表面具有周期性自組織納米結(jié)構(gòu)，在暗室條件下，分別測(cè)量入射角度31°和33°下的樣品散射率，見表1.

表1 不同光線入射角下樣品散射率(×10-11)

Tab.1 Effect of incidence angle on the scattering rate measurement(×10-11)

測(cè)量次數(shù)入射角31°入射角33°10.320.1220.330.1430.340.1340.300.1150.320.15

由表1可以看出，在光束功率1 mW時(shí)，該裝置測(cè)量系統(tǒng)達(dá)到10-11的散射率的測(cè)量，另外，隨著入射到樣品面光線角度的改變，樣品散射率也發(fā)生改變.因此，若去掉測(cè)量誤差以及其他不相關(guān)因素，可推測(cè)該樣品表面具有各項(xiàng)異性，導(dǎo)致了不同入射角度下散射率的差異.

在入射角度33°下，對(duì)光闌孔徑分別為1 mm、2 mm、3 mm、4 mm和5 mm的樣品散射率進(jìn)行測(cè)量，其他實(shí)驗(yàn)條件同上，測(cè)量數(shù)據(jù)見表2.

表2 不同光闌孔徑下樣品散射率(×10-11)

Tab.2 Effect of aperture on the scattering rate measurement(×10-11)

測(cè)量次數(shù)光闌孔徑/mm1234510.120.300.591.855.3323450.110.140.100.170.350.310.370.330.510.550.530.521.831.801.821.865.325.345.305.35

由表2可以看出，隨著光闌孔徑的規(guī)律增大，該測(cè)試系統(tǒng)空間散射率測(cè)量數(shù)值也隨之進(jìn)行非線性的增大.由于是原理樣機(jī)，測(cè)量重復(fù)性精度不高，但實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了光闌孔徑大小是決定測(cè)試系統(tǒng)散射率測(cè)量精度的重要因素之一.對(duì)于相同條件的測(cè)試系統(tǒng)，光闌孔徑越小，則屏蔽的空間立體角范圍的雜散光越多，探測(cè)器接收的空間散射光范圍減小，散射率測(cè)量精度越高.

圖6為光闌孔徑對(duì)空間散射光的影響，對(duì)于不同的光闌直徑d1，d2和d3(d1

(6)

設(shè)探測(cè)器光敏面直徑a和導(dǎo)光管長(zhǎng)度L恒定，式(6)即為光闌所對(duì)應(yīng)的立體角Ω與光闌孔徑d的函數(shù)關(guān)系式.由式(6)可以看出，隨著光闌孔徑a的增大，其所對(duì)應(yīng)的空間立體角Ω不斷增大.其可以有效減小探測(cè)器接收的空間散射光范圍，再加上前端聚焦鏡對(duì)光束的聚焦作用，使進(jìn)入探測(cè)器的散射光范圍更小，近似滿足BRDF定義，提高了BRDF測(cè)量精度.

圖6 光闌孔徑對(duì)空間散射光影響示意圖

4 結(jié) 論

設(shè)計(jì)的光路結(jié)構(gòu)較好地實(shí)現(xiàn)了樣品BRDF測(cè)量，得出結(jié)論為

1) 激光出射的高斯光束經(jīng)擴(kuò)束準(zhǔn)直、空間濾波和聚焦后，光強(qiáng)分布均勻、對(duì)稱，光束發(fā)散角減小，且光束焦點(diǎn)位于探測(cè)器光敏面，增加了入射光和基準(zhǔn)光測(cè)量時(shí)進(jìn)入探測(cè)器的光線，減小了探測(cè)器接收散射光立體角范圍，使測(cè)量近似滿足 BRDF定義，有效提高測(cè)量精度.

2) 采用探測(cè)器導(dǎo)軌、拉桿和滑塊的結(jié)構(gòu)，結(jié)合光束轉(zhuǎn)折組件實(shí)現(xiàn)樣品BRDF測(cè)量.

3) 待后續(xù)光路結(jié)構(gòu)、機(jī)械結(jié)構(gòu)和信號(hào)采集完善可實(shí)現(xiàn)BRDF更高精度測(cè)量.

[1] STOVER J C.Optical Scattering:Measurement and Analysis[M].2nd ed.Washington:SPIE Optical Engineering Press,1995.

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(責(zé)任編輯、校對(duì) 潘秋岑)

Design of Optical Structure of BRDF Measurement

YANLirong，GAOAihua，WANGShaogang

(School of Optoelectronic Engineering，Shaanxi Province Key Lab of Thin Film Techniques and Optical Test,Xi’an Technological University,Xi’an 710021，China)

In order to study the influence of optical structure on the measurement system of bidirectional reflectance distribution function,a optical structure of the BRDF measurement system is designed,where the laser beam is shaping by increasing some optical devices. The technology of correlative detection is adopted in the signal acquisition and control module. Furthermore,by building a functional measurement system,the effect of incident angle and aperture on the measurement of scattering rate is verified based on the experiments. The results show that the accuracy of BRDF measurement is improved effectively. The precision of scattering rate reaches 10-5ppm(corresponding to 10-11), while the power of the laser is 1 mW,which is improved along with the size of the aperture.

bidirectional reflectance distribution function;optical structure;scattering rate;aperture

10.16185/j.jxatu.edu.cn.2016.10.001

2016-03-05

陜西省工業(yè)科技攻關(guān)項(xiàng)目(2015GY048)；總裝基金項(xiàng)目(9140A18020214BQ52001)

閆麗榮(1986-)，女,西安工業(yè)大學(xué)助理工程師,主要研究方向?yàn)楣怆姕y(cè)試.E-mail:ziyun2005@yeah.net.

高愛華(1967-)，女,西安工業(yè)大學(xué)教授,主要研究方向?yàn)楣怆姕y(cè)試技術(shù)、信號(hào)處理研究.E-mail:freegah@126.com.

TN247

A

1673-9965(2016)10-0775-06