光學技術的發展對材料、表面、組件和系統的質量提出了更高的要求，有時甚至是全新的要求。對于汽車應用中的光學器件，促進高透射率和散射的材料對于光學系統的效率和外觀非常重要。對于天文學和星載系統中的光學，材料要求可能大不相同;例如，限制反射率和減少雜散光的材料可能非常重要。

對光學技術中使用的材料的要求要求分析方法包括有關材料特性的足夠精確的數據。

在光學設計中包括反射率、透射率和吸收測量，這是有關材料和表面特性的關鍵信息。這有助于您在物理原型制作和制造之前評估材料對光學產品性能的影響。

以下是一些示例，說明反射率和透射率測量如何借助 Synopsys TIS Pro 儀器改進您的光學產品設計。

反射率和透射率測量的定義

精確的光學系統仿真結果通常依賴于精確的材料和表面特性。幾何形狀本身并不能決定光分布;需要光學特性來表征能量和光線方向如何變化。我們將描述兩個可用于表征表面和材料光學特性的測量量。

第一個量是光的角擴散。這也稱為BSDF（雙向散射分布函數）。BSDF描述了光在角空間中散射的位置，包括入射光進入時的透射率和/或反射率。

第二個物理量是反射率/透射率（R/T）比。對于此類測量，無論光散射在哪里，當光照射到表面或材料時，量都會對整個反射光或透射光進行積分。

反射率或透射率由總反射光或透射光與輸入通量的比值來定義。

光學測量的優勢

量化對象的整體外觀很復雜，因為外觀是一種主觀品質。但是，外觀的某些特定方面可以通過光散射測量進行量化：

顏色來自材料反射的光的光譜分布

從材料反射的光的幾何分布中發光

紋理來自材料反射的光的空間分布

外觀的量化需要在物理量和觀察者通過視覺測量獲得的反應之間建立相關性。BSDF 是整合此信息的物理量

反射率和透射率值可以從BSDF計算，但這在很大程度上取決于儀器精度和測量采樣或分辨率。

因此，在BSDF之上單獨測量R/T值可以提高光學仿真的準確性。

新思科技 TIS Pro 如何工作

Synopsys REFLET 和 Mini-Diff 產品提供 BSDF 測量。

Synopsys TIS Pro 是一款新產品，允許用戶測量表面和材料的反射率/透射率。Synopsys TIS Pro 將集成球體和光譜探測器組裝在一個外殼中，可控制雜散光以確保準確的測量結果。

要使用 Synopsys TIS Pro，首先使用儀器隨附的標準參考完成校準步驟。

然后，您可以測量光學表面。有兩種測量配置：一種用于反射率測量（如圖1所示），其中樣品放置在積分球的中心;第二個（如圖2所示）用于透射率，其中樣品放置在入口端口上。

圖 1：用于反射率測量的新思科技 TIS Pro 設置

圖 2：用于透射率測量的新思科技 TIS Pro 設置

指定要測量的入射角后，即可開始測量過程。來自源和樣本的旋轉階段將相應地旋轉。然后，Synopsys TIS Pro 會將光線對準樣品，其光譜檢測器將收集離開積分球的信號，達到指定位置。Synopsys TIS Pro 將該信號與校準信號進行比較，然后計算反射率、透射率或吸收值。

您可以將測量結果導出到光學仿真軟件，例如LightTools。

應用示例

新思科技 TIS Pro 是評估光學系統中表面和材料影響的理想選擇。您可以使用測量結果來：

表征汽車設計或通用照明系統的反射器/擴散器材料

評估生產中的質量控制

分析航空航天光學器件中使用的鍍膜的雜散光抑制

測量光譜行為以納入逼真的渲染

研究化妝品的光學特性

表征多個入射角的材料

圖 3：新思科技 TIS Pro 測量結果

審核編輯：郭婷