《BRDF测量》PPT课件

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1、双向反射分布函数—BRDF测量简介谈和平戴景民谢鸣航空航天热物理研究所表面辐射与双向反射分布函数1概论2国外双向反射分布函数研究概况3国内双向反射分布函数研究概况4尚待开展的研究内容和关键技术1概论表面辐射传递主要涉及两个方面：辐射传递系数双向光谱反射分布函数1概论辐射传递系数与角系数不同，角系数仅考虑了一次投射，且要求表面为漫发射。若考虑多次反射，需引入有效辐射概念。实际工程中，常遇到复杂系统，需考虑多次反射。1概论已知光谱双向反射分布函数，可求出方向光谱发射率和方向光谱吸收率。因此，双向反射分布函数（BRDF）是材料表面的重要参数，是航天遥感、地质测量、精密制导、目标

2、仿真的基础。其测量技术是国际上近年来的研究热点。1概论航天领域光学表面污染检测表面材料特性检测外表面热控材料散射检测材料的模拟和仿真光学组件表面散射测量特殊材料的表面散射测量地质学测量等1概论自1970年F.E.Nicodemus提出BRDF的概念以来，各国学者在理论上、仪器设备研制的应用上进行了大量的研究。仅由EI检索，从1980年起已有200多篇论文，其中仪器研制占10％。近年来空间材料BRDF测试的迫切需求，从某种程度上促进了BRDF测试技术的飞速发展。2国外双向反射分布函数研究概况[1]OpticalScienceCenter,UniversityofArizon

3、a（美国亚利桑那大学）[2]TMATechnologyInc.,Bozeman,Montana[3]LockheedMissile&SpaceCompany[4]HughesAircraftCompanySpaceandCommunicationsGroup2国外双向反射分布函数研究概况[5]TRWSpaceandTechnologyGroup[6]UniversityofscienceandTechnologyofLille,France（法国）[7]TechnicalResearchCenterofFinland（芬兰）[8]AerojetElectron-system

4、Company[9]NASAGoddard2国外双向反射分布函数研究概况[10]GeologicalSurveyofJapan（日本地质勘测中心）[11]Auto-MelchersGmbh，Karlsruhe，Germany（德国）[12]UniversityofSydney，Australia（澳大利亚）[13]DelftUniversityofTechnology，Netherlands（荷兰）2国外双向反射分布函数研究概况1977年SCHEELE【单位4】研制了测量透明材料的三色测量仪，采用四种波长的激光源（0.6328，3.39，1.06，10.6μm），测量了20

5、种材料的前后散射。1979年KALE【单位8】在10－8托，77K真空环境和低温环境下，测量了镜反射方向60°范围内，太空环境下光学系统表面BRDF，考察了光学表面的污染情况。2国外双向反射分布函数研究概况1980年BROOKS和WOLFE【单位1】选择6种波长的激光源，特别是用CO2远红外波导激光器实现了41.7和118.8μm远红外波段的测量。杂散光问题是限制最小测量角度的最主要因素，1986年LEE【单位8】讨论了在小角度BRDF/BTDF测量中杂散光的分析和压缩问题。2国外双向反射分布函数研究概况1986年DAVIS【单位3】采用1000瓦高压有弧氙灯为光源。199

6、0年FOLKMAN【单位5】研制了空间光学表面散射和污染程度的测量装置。该装置在室温离线，低温真空在线下可测BRDF、BTDF（透射率）。光源包括：Ar离子、HeNe、Na、YAG和CO2激光器，覆盖波长0.351—10.6μm。试样温度可在20K—373K变化。2国外双向反射分布函数研究概况1990年CADY【单位2】等研制了多通道三维散射仪。光源由5个波长的激光器组成，采用球面反射系统；对全部入射光偏振的控制和使用潜望反射镜使小角度测量成为可能；转角机构0.02°；重复性和线性度为1%。1991年MIETTINEN【单位7】采用可见光光学散射测量系统，对铜及钢等板材表面

7、进行了BRDF测量。2国外双向反射分布函数研究概况1991年DROLEN【单位4】用7种激光作为光源，对12种航天热控材料表面的BRDF进行了测量。针对镜、漫混合反射模型，提出了一种由BRDF计算镜反射率的方法。1993年SCHIFF等【单位2、9】研制了从紫外到红外波段的高精度散射测量仪。用于大气臭氧及航天飞机测试标定标准的BRDF测量。2国外双向反射分布函数研究概况1995年DESCLOITRES【单位6】介绍了由CCD相机构成的具有9个光谱和偏振滤光片的云反射测量。1996年SHEPPARD【单位12】介绍了