【摘 要】
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现实中的材料介于理想的朗伯体与光滑的镜面之间,要想研究其光学散射特性,需要引入一个能够将理想的漫反射和镜面反射结合起来的物理量——双向反射分布函数（Bidirectional Reflectance Distribution Function,BRDF）。BRDF能够很好地描述各类材质表面空间光学特性,广泛应用于科学研究、工业生产、航空航天等各个领域。双向反射分布函数是会随着诸多因素的改变而发生变
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现实中的材料介于理想的朗伯体与光滑的镜面之间,要想研究其光学散射特性,需要引入一个能够将理想的漫反射和镜面反射结合起来的物理量——双向反射分布函数（Bidirectional Reflectance Distribution Function,BRDF）。BRDF能够很好地描述各类材质表面空间光学特性,广泛应用于科学研究、工业生产、航空航天等各个领域。双向反射分布函数是会随着诸多因素的改变而发生变化,温度是重要的影响因素之一,BRDF测量中的温度变化会导致测量出现很大误差。但是现阶段变温下近红外波段的BRDF测量工作鲜少。近红外波段可变温度下的光谱BRDF可以反映材料的光学特性,为材料成分的定性和定量分析、隐形材料的设计和伪装效果的评价方法提供数据。因此变温下近红外波段的BRDF测量和应用研究具有重要意义。本文围绕变温下材料表面BRDF的研究,在近红外波段测量研究了粗糙黄铜表面的光学特性。主要研究内容为:1.本文对一套传统的BRDF测量装置进行改进。采用锁相放大器和斩波器替换了原装置中探测系统的电压表和电流表,降低了由原装置中背景噪声随测量时间增大和随测量次数随机变化引起的误差,提高了红外波段微弱光的测量精度。2.本文基于改进的测量装置,采用绝对测量方法,在近红外波段测量了4种不同粗糙度黄铜表面的光谱BRDF,详细分析了粗糙度、热辐射、温度和加热时间等因素对BRDF的影响,并对测量的不确定度进行了评定。3.通过测量和数值拟合找到了粗糙度与温度之间的关系,并以此为基础建立了六参数BRDF模型。采用该模型对本实验的测量数据进行拟合,结果表明:该模型的拟合结果和实验测量结果具有很好的一致性,充分说明本文所建立的六参数模型能够很好地模拟变温下黄铜表面的BRDF。
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