BSDF双向散射分布函数光谱系统

BSDF双向散射分布函数光谱系统

BSDF 双向散射分布函数光谱系统一款专门测量光学材料表面的双向反射/透射分布函数和光学材料各向同性材料研究，该系统广泛应用于航天遥感、地质测量、精密制导、目标仿真，光学设计，AR/VR/MR 等领域，同时可实现对玻璃、金属、塑料、纸张、纺织品、油漆、涂层、光学膜材料等诸多材料的表面光学特性的定量分析，是研究物质、材料的基础物理特性非常重要的光学测试工具。BSDF 双向散射分布函数光谱系统如右图所示。整个系统设备包括照明光源系统、光谱探测系统、角分辨扫描机械系统和光谱数据采集处理系统。

主要实现材料表面散射特性 BSDF（BRDF/BTDF）反射比分布、透射比分布、总反射(TIR)、总散射(TIS)等功能测量，数据格式兼容 zemax，tracepro，lighttools，Speos 等光学设计软件。

BSDF 双向散射分布函数光谱系统采用高精度旋转位移台与悬臂梁设计,光源安装于外悬臂(半径0.5m)可绕轴旋转 0°~90°; 探测器安装于内悬臂，具备双自由度：绕轴旋转-90°~90°（探测天顶角），绕中心转台旋转 0°~180°（方位角）；样品台可 360°旋转。通过对照明端与探测端的入射角和方位角四个自由度的精准控制，实现全方位 BSDF 测量。整套系统符合 ISO 19986-2020、ASTM E2387-19、SEMI ME1392-0116 等国际标准，满足角分辨散射测量要求。

产品参数：

其它参数可下载彩页或微信咨询

主要技术特点：

• 整套系统采用四轴共心设计，结构简约、稳定，旋转位移台角分辨率高 0.001°，定位精度可至 0.02°

• 具备材料二维 2D/三维 3D 散射特性、角度散射分布测量功能，

• 具备 BSDF(BRDF/BTDF)反射率 R 和透过率 T 材料空间光谱反射/透射比分布、总反射(TIR)、总散射(TIS)

• 整套系统采用低反射率哑光发黑处理，减少杂散反射光影响

• 具备激光单点波长或连续光源光谱扫描光谱仪同时兼顾功能，拓展性灵活

• 数据兼容 lighttools、Tracepro、Zemax、Speos 等光学软件，支持 excl、csv、PDF，ASTM 等数据格式导出

• 激光指示标记样品待测面，确定同轴平面

• BSDF 四自由度全范围角度软件自动设置控制

• BSDF 全自动光谱测量软件软件可跟据客户需求自定义测量方案

功能软件：

■ 可视化分析

曲线图：显示 BSDF 随角度的分布（线性/对数坐标）。

2D/3D 视图：伪彩图、球坐标分布、3D 散射曲面（BRDF/BTDF）。

■ 自动化流程

引导校准、参数设置、数据采集。

实时显示扫描曲线，支持中断调整。

应用领域：

• 国防与目标仿真

  在精密制导和目标仿真中，目标或背景的 BRDF/BTDF 数据是构建高置信度红外/可见光目标特性模型的基础。只有准确获知材料在不同入射与观测角度下的散射分布，才能真实模拟导引头所接收到的信号特征，从而支撑制导算法的验证与抗干扰能力的评估。

  
  

• 光学设计与杂散光分析

  BSDF 数据可直接导入 Zemax、TracePro、LightTools、Speos 等主流光学设计软件，用于光学系统的虚拟原型验证。工程师借助 BSDF 量化表面粗糙度、缺陷或镀层带来的散射效应，进而优化透镜、涂层和扩散片的选择，或预测系统在强光环境下的杂散光水平（如点源透射比 PST）。

  
  

• 计算机图形学与AR/VR/MR

  在计算机图形学中，BSDF（尤其是 Cook-Torrance 等模型）是实现物理真实感渲染的核心。它被用来模拟从汽车漆面、纺织品到皮肤等各类材质的视觉效果。对于 AR/VR/MR 设备，精确的 BSDF 数据有助于评估和优化近眼显示中的光学薄膜、波导或盖板玻璃的散射特性，以减少眩光、提升成像对比度和视觉舒适度。Keysight 等公司已将 BSDF 测量集成到虚拟原型流程中，用于开发 AR 新型表面处理方案。

  
  

• 工业检测与材料表征

  BSDF 被用于定量分析与质量控制。在汽车工业中，它可用于管控漆面的反光均匀性与外观一致性；在半导体制造中，角分辨散射测量（基于 BSDF）可用于检测晶圆表面的缺陷、粗糙度及薄膜厚度。它同样是外观计量的科学基础，帮助将“光泽感”“纹理感”等主观感知转化为客观的散射参数。

  
  

• 建筑与采光模拟

  在建筑光学领域，BSDF 用于表征复杂窗饰系统（如百叶、织物遮阳、采光板） 的角度选择性透射与反射特性。将测得的 BSDF 数据输入 EnergyPlus、WINDOW 等建筑能耗与采光模拟软件，可以精确预测室内的天然采光分布、眩光风险以及太阳得热，从而支撑高性能立面与低碳建筑的设计。

  
  

• 科研与文化遗产数字化

  在表面科学研究中，BSDF 用于关联表面微观形貌（粗糙度、缺陷）与宏观光学性能，是研究激光损伤阈值、薄膜吸收等基础问题的有力工具。在文化遗产领域，BSDF 测量可用于非接触式地数字化记录绘画、手稿等文物的表面光学特征，为修复效果评估与虚拟展示提供精确的数据基础。