Ein Überblick über die BRDF & BTDF Scatterometer von The Scatter Works

Streudaten sind ein wichtiger Input für optische Design- und Raytracing-Software. Anstatt davon auszugehen, dass ein Material ein perfekter Spiegel oder ein idealer Diffusor ist, können BRDF- oder BTDF-Datensätze in kommerzielle optische Design-Software eingelesen werden, um deren Modellierungsgenauigkeit erheblich zu verbessern.

Ein Scatterometer ist ein Instrument, das den Grad der Streuung oder des Glanzes eines optischen Materials misst. Die üblicherweise verwendeten Messgrößen sind BRDF für den Reflexionsgrad und BTDF für den Transmissionsgrad. BRDF ist das Verhältnis zwischen der einfallenden Bestrahlungsstärke und der reflektierten Strahldichte für einen bestimmten Beleuchtungswinkel und für einen bestimmten Blickwinkel. Die jeweiligen Beleuchtungs- und Erfassungsebenen müssen ebenfalls angegeben werden. In ähnlicher Weise ist BTDF das Verhältnis der einfallenden Bestrahlungsstärke zur durchgelassenen Strahldichte, wiederum für bestimmte Beleuchtungswinkel (und -ebenen) und Blickwinkel. Die Summe der Streuung über eine Hemisphäre wird als integrierte Gesamtstreuung (TIS) bezeichnet.

SphereOptics liefert und unterstützt die Scatterometer von The Scatterworks (TSW), einem Unternehmen, das von John Stover, dem weltweiten Guru der Scatterometrie, betrieben wird. Die reflektierenden und transmissiven Scatterometer von TSW bieten Messungen der BRDF und BTDF vom UV bis zum mittleren IR, wobei die tatsächliche Messwellenlänge davon abhängt, welche(n) Laser der Kunde mit seinem System spezifiziert.

MicroScan Scatterometer

Der MicroScan ist ein kompaktes, erschwingliches, tragbares BRDF-Reflexionsstreuungsmessgerät, das mit einer einzigen Laserdiode (standardmäßig rote Wellenlänge) und drei Fotodioden arbeitet. Das System misst den spiegelnden Reflexionsgrad bei einem Einfallswinkel von 25° und das Streulicht bei Winkeln von 0° und -50°. Unter der Annahme, dass die Oberfläche optisch glatt ist, werden neben dem zugehörigen TIS auch isotrope Werte der r.m.s.-Rauheit von 0,01 bis 1,0µm-1 angegeben. Das Grundrauschen liegt bei etwa 10-5/sr. Der MicroScan wurde ausgiebig zur Überwachung der Alterung von großen Laseroptiken in sehr rauen Umgebungen eingesetzt.

ScatterScope 4 Scatterometer

Das ScatterScope 4 ist ein Tisch-Scatterometer, das sowohl reflektierende BRDF- als auch transmissive BTDF-Streuungsmessungen durchführen kann. Es verwendet mehrere Siliziumdetektoren, die 180 Grad abtasten, um halbkugelförmige und ebene Streuung sowohl in Reflexion als auch in Transmission zu messen. Es kann mit bis zu drei Laserdiodenquellen ausgestattet werden. Es misst nicht in der Nähe des spiegelnden Strahls und das Grundrauschen ist auf den Bereich von 10-5/sr bis 10-6/sr begrenzt. Seine großen Vorteile sind die Geschwindigkeit (1520 Sekunden pro Scan) und die Benutzerfreundlichkeit. Die Bediener können in nur wenigen Minuten geschult werden. Es ist ein ideales Instrument für die routinemäßige Qualitätsprüfung von optischen Materialien.

CASI Scatterometer

Das CASI-Scatterometer ist ein Forschungsinstrument, das mit mehreren Laserquellen konfiguriert werden kann, die vom nahen UV bis zum mittleren IR reichen. Es verwendet programmierbare Sammelöffnungen und Schrittgrößen, um Messungen innerhalb von 0,1° zum Spiegelstrahl zu ermöglichen, und es hat ein Grundrauschen von etwa 10-8/sr im Sichtbaren, das durch die Streuung an Luftmolekülen begrenzt wird. Es führt einen linearen Ebenenscan mit einem programmierbaren Einfallswinkel durch. Es erfordert ein Labor mit einem optischen Tisch (nicht mitgeliefert) und profitiert bei einigen Anwendungen von einem HEPA-gefilterten Luftstrom. Die Schulung des Bedieners dauert etwa eine Woche. Das CASI („Complete Angle Scatter Instrument“) bietet den Grad an Genauigkeit, der für Messungen in anspruchsvollen Weltraumforschungs- und Hochenergie-Laseranwendungen erforderlich ist.

TASC Scatterometer

Das TASC-Scatterometer ist im Wesentlichen ein CASI, das hemisphärische Messungen mit manuell veränderten Blenden vornimmt. Es wurden UV-, sichtbare, Mid-IR- und Breitband-Systeme gebaut.

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SphereOptics bietet Messungen mit dem ScatterScope 4 in unserem ISO 17025 zertifizierten Labor in der Nähe von München, Deutschland, an. Kontaktieren Sie uns für weitere Informationen oder ein Angebot.