光的散射特性對高端光學(xué)表面、薄膜和材料的發(fā)展起著至關(guān)重要的作用。其存在對于光學(xué)系統(tǒng)會造成例如散射損耗或者成像質(zhì)量變差等影響。對于光學(xué)表面，常常用粗糙度來確定光學(xué)表面受散射影響后的光學(xué)特性。但在紅外元件、低損耗反射鏡（如激光腔鏡）、表面粗糙度及缺陷、衍射光柵、薄膜、光學(xué)材料的體散射、無破壞的亞表面損傷測量、光譜散射等精密器件及高精領(lǐng)域中，通常都需要對散射特性進行定量評估，得到其散射分布，更能夠幫助我們對光學(xué)表面進行表征。
角分辨散射測量法及其應(yīng)用
利用光散射測量光學(xué)粗糙表面是目前發(fā)展較為快速和成功的技術(shù)，人們對這種技術(shù)做了大量的研究工作，使得光散射系統(tǒng)已經(jīng)成為測量光學(xué)元件表面質(zhì)量的主要手段之一。概括起來，光學(xué)表面的散射測量方法主要包括角分辨散射測量法和總積分散射測量法，二者分別以矢量散射理論和標量散射理論為理論基礎(chǔ)。角分辨散射(Angle Resolved Scattering，簡稱ARS，ARS=BSDF*cos〖θ_s 〗)測量法是利用散射光的光強及其分 布來測量表面粗糙度參數(shù)。總積分散射(Total Integrated Scattering，簡稱TIS)測量法中，入射光以很小的入射角照射到隨機粗糙表面上，用積分球收集粗糙表面散射的漫反射光或者包含鏡向反射在內(nèi)的總體反射光。TIS法一般儀器結(jié)構(gòu)簡單、成本低、測量速度快、不易受環(huán)境影響，但最主要缺點是無法獲得光學(xué)表面形貌的全部特征及散射光的空間分布。ARS法雖然儀器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高，但能夠精確測量光散射的空間分布，并通過其全空間積分，得到表面的總積分散射值，從而能夠獲取更完整更詳細的散射特性。
主要測量功能及參數(shù)
基于ASTM E2387標準的角分辨散射（BSDF，ARS）
基于ISO 13696標準的總散射值TS（Total scattering）
覆蓋整個3D空間的散射分布
高靈敏度（動態(tài)范圍最大到達15個數(shù)量級，噪聲<0.05 ppm）
粗糙度靈敏度：<0.1 nm
測量模式：BRDF, ARS, R, T, 光柵效率, 2θ 等
波長測量范圍：13.5 nm 到10.6 μm
測量直徑：max 700 mm
表面散射，界面散射，體散射
可測量波長概覽
測量實例：
例1：無樣品時對空氣進行ARS測試：
圖1.無樣品時的ARS測量（@405 nm,532nm and 640nm）
例2：在近紅外對Acktar1黑色涂層在不同入射角下的散射測量。
圖2.近紅外下對Acktar黑色涂層的散射測量，左圖：用于BepiColombo太空任務(wù)的紅外光譜儀；右圖：4.6μm下ARS角分辨散射分布，入射角0°，10°，40°，60°，80°。
例3：金剛石車削的鋁反射鏡。圖3中，左圖是車削痕跡引起的衍射為主的3D散射分布，而右圖則是振動引起的衍射峰被抑制而入射面外散射增強的3D散射測量分布。
圖3.金剛石打磨的Al鏡的3D光散射分布及其白光干涉儀的表面形貌測量：左圖：車削痕跡引起的衍射為主的散射分布；右圖：振動引起的衍射峰被抑制而入射面外散射增強的散射分布。
例4： 金剛石打磨拋光鋁鏡的散射強度分布掃描。散射掃描可以檢測樣本表面的散射源形貌并將其鮮明的表征出來，驗證樣本表面的均勻性。
圖4.金剛石打磨拋光鋁鏡的散射掃描及其相應(yīng)位置的ARS測量，左圖: 散射掃描@532nm，散射角25°，樣本大小200*160mm2；右圖：相應(yīng)位置ARS測量。
備注：T. Kralik, D. Katsir, "Black surfaces for infrared, aerospace, and cryogenic applications", Proc. SPIE 7298, 729813 (2009)
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