北京散射特性测量

散射特性测量服务简介

         散射特性用来描述入射杂散光在光机件表面上如何传播和扩散，是进行精确杂散光仿真分析的基础。如果表面散射模型描述不准确，则杂散光在光学系统中的传播路径与实际存在一定甚至很大的偏差，从而导致分析结果准确性和可靠性不高。因此，需要实测样片的散射特性以满足高精度杂散光分析需求。

散射特性一般由双向散射分布函数(BSDF)或双向反射分布函数(BRDF)或双向透射分布函数(BTDF)描述，其定义为：

         其中L为辐射亮度、E为辐射照度、θ为极角、φ为方位角；下标i表示入射、s表示散射。

         双向散射分布函数(BSDF)或双向反射分布函数(BRDF)或双向透射分布函数(BTDF)定义如图1所示。

图1. 双向散射分布函数BSDF定义图

         该测试服务可提供散射特性BSDF (BRDF/BTDF，如图2所示)测量，此外还可以测量光学镜面样片表面反射和透过率、光学镜面的缺陷（如图3所示）、光学镜面粗糙度和功率谱密度函数（PSD）。

图2. 典型散射特性测试曲线图

图3. 光学镜面表面缺陷测量结果图

         MWS系列散射仪（如图4所示）基于公司创始人二十余年杂散光分析、测试及设备研发经历自主研制，拥有完全自主知识产权，设备功能丰富，核心技术指标达到或超越国外同类型散射仪。目前已为国内多家科研院所和大学提供散射特性测量服务，得到同行的高度认可。

图4. 散射特性测量仪MWS5外观

散射特性测量服务规格

主要测试指标：

1)  可测波长：405/532/640/785nm；

2)  准确性精度：优于5%；

3)  重复性精度：优于3%；

4)  角度定位精度：优于0.02° (2D) / 0.2° (3D)；

5)  动态范围：≥10¹²；

6)  蕞小可测量BSDF：≤10^-7 sr^-1；

遵循标准与规范：

1)  ASTM E2387-05, Standard Practice for Goniometric Optical Scatter Measurements;

2)  ISO 13696-2002, Optics and optical instruments - Test methods for radiation scattered by optical components;

3)  校准参考样片数据可溯源美国NIST (National Institute of Standards and Technology)。

测试环境：

千级超净间（Class 1000, FED STD 209E）/（ISO 6, ISO 14644-1）

增值服务：

以上测试均可提供标准测试报告。

另外可选择以下增值服务：

1) 基于测试数据的散射模型拟合（可适用于目前大部分主流杂散光分析软件：ASAP / FRED / LightTools / TracePro / ZEMAX等）。

2) 将测试数据转换为主流杂散光分析软件数据格式，目前支持ASAP / TracePro / FRED / LightTools / ZEMAX / SPEOS等软件。

图5. 典型散射测量数据拟合结果（ASAP多项式散射模型）

以上测试均可提供标准测试报告。

主流杂散光分析软件支持的散射模型如图6所示（序号1～12的散射模型数据拟合服务本公司均可提供，序号13表格数据型可根据用户指定的程序提供对应格式）：

图6. 主流杂散光分析软件支持的散射模型

散射特性测量服务案例

测试案例一：结构件（消光黑漆）双向反射分布函数BRDF：      

图7. 结构件双向反射分布函数BRDF测量曲线（铝基底喷涂S731黑漆）

测试案例二：光学件（透镜）双向反射分布函数BRDF：      

图8. 光学件（透镜）双向反射分布函数BRDF测量曲线

测试案例三：光学件（透镜）双向透射分布函数BTDF：      

图9. 光学件（透镜）双向透射分布函数BTDF测量曲线

测试案例四：光学件（反射镜）双向反射分布函数BRDF：      

图10. 光学件（反射镜）双向反射分布函数BRDF测量曲线

测试案例五：光学件（反射镜）三维双向反射分布函数BRDF：      

图11. 光学件（反射镜）3D双向反射分布函数BRDF测量图

测试案例六：光学件（反射镜）缺陷测量：      

图12. 光学件（反射镜）缺陷测量图