基于BRDF的目标表面结构特性研究

摘要

双向反射分布函数(Bidirectional Reflectance Distribution Function,BRDF)是研究材料表面反射特性的重要课题，目前被广泛应用于地物探测、航天遥感、图像处理等领域。表面粗糙度的研究与表征已经不足以反映材料本身的光学特性。
　　本文开展基于BRDF目标表面结构特性研究实验，结合散射光谱分析方法以及BRDF原理，对相同角度下的6种普通金属以及具有表面微结构的样品进行测量。利用标准板计算出6种样品的BRDF值，分析BRDF随波长的变化，得出表面结构的改变对不同材质BRDF的影响程度不同。通过BRDF随角度变化分析，BRDF可以区分同种材质不同结构的两种样品。同时，通过光谱和BRDF研究表明光栅结构和柱形结构能够有效降低反射率，使目标反射率减少至10％以下。

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第一章 绪论

1.1研究背景及意义

1.2国内外研究现状

1.2.1 散射光谱分析及研究现状

1.2.2激光诱导表面微纳结构研究现状

1.2.3双向反射分布函数（BRDF）研究现状

1.3 论文主要内容

第二章 散射光谱及双向反射分布函数理论研究

2.1散射光谱理论研究

2.1.1光谱学定义

2.1.2反射和吸收

2.1.3目标散射

2.2双向反射分布函数及其相关物理量理论研究

2.2.1双向反射分布函数

2.2.2半球反射率

2.2.3小结

第三章 样品表面光谱BRDF测量设计

3.1 实验样品准备

3.2 实验装置及光谱采集方法

3.2.1实验装置

3.2.2光谱采集方法及步骤

3.3 数据处理方法及分析方法

第四章 数据处理及分析

4.1光谱数据分析

4.1.1同种表面结构不同材质光谱分析

4.1.2同种材质不同表面结构光谱分析

4.1.3小结

4.2 BRDF数据分析

4.2.1同种表面结构不同材质BRDF随波长变化分析

4.2.2同种材质不同表面结构BRDF随波长变化分析

4.2.3同种表面结构不同材质BRDF随角度变化分析

4.2.4同种材质不同表面结构BRDF随角度变化分析

4.2.5 小结

4.3 总结

第五章 结论

致谢

参考文献

攻读学位期间取得的研究成果