BRDF绝对量值复现系统设计：提高测量不确定度的新方法

"双向反射分布函数（BRDF）是表征材料光学反射特性的关键参数，其测量对于理解和模拟光与物质的相互作用至关重要。现有的大多数测量系统基于弓型结构，通过分别测量入射照度和反射亮度来评估BRDF。然而，这种传统方法在精确度上存在局限。为提升BRDF量值计量的不确定度，文中提出了一种新的BRDF绝对量值复现系统设计。该系统创新性地将所有测量参数归一化，通过单个探测器完成测量，并减少了光源和探测器的转动，转而利用样品的多维度转动来定位BRDF的空间特性。实验结果证明，这种系统设计能够提高测量不确定度，适用于BRDF的绝对量值复现和绝对测量，而传统的弓型结构则更适合相对测量和大规模应用。 关键词：测量、双向反射分布函数、绝对量值复现、空间双定位、不确定度" 详细说明： 双向反射分布函数（BRDF）是描述物体表面如何散射入射光的重要数学模型，它量化了在不同角度下光线反射的特性。BRDF的精确测量对于各种领域如计算机图形学、光学工程、材料科学以及遥感等都有着深远的影响。传统的方法通常采用弓型结构，通过独立测量入射光强度和反射光强度，但这可能导致测量不确定度较高。 新提出的BRDF绝对量值复现系统设计旨在提高测量精度。理论上的创新在于将所有测量变量转换为单一的测量值，这意味着只需要一个探测器就能完成整个测量过程，减少了因多组件转动带来的误差。此外，系统结构上，通过减少光源和探测器的机械运动，转而利用样品自身的多维度旋转来捕捉BRDF的空间变化，这样不仅简化了硬件复杂性，也降低了由于机械运动引入的不确定性。 实验分析表明，这种新设计的系统能够显著提高测量不确定度，适合进行BRDF的绝对量值复现，这对于需要高精度光学测量的场合至关重要。另一方面，传统的弓型结构尽管可能无法达到如此高的精度，但因其结构简单、易于操作，适合于大量生产环境中的相对测量，满足了批量检测的需求。 因此，这种新型的BRDF测量系统设计为BRDF的准确量测提供了一条新途径，对于优化光学材料的性能评估和提高光学系统的设计精度具有重要意义。同时，它也为未来在相关领域的技术进步和发展开辟了新的研究方向。