6紅外技術PPT課件

1、第六章 紅外輻射測量儀器及基本參數測量第六章 紅外輻射測量儀器及基本參數測量 6.1 紅外輻射測量儀器(1) 單色儀： 利用分光原件(棱鏡或光柵)從復雜輻射中獲得紫外、可見和紅外光譜中具有一定單色程度光束的儀器。由狹縫、準直鏡和分光元件按一定排列方式組合而成。A2i1i角色散：表示偏向角 隨波長 的變化速率，即波長相差 的兩光線被棱鏡分開后的角度。d棱鏡：第1頁/共61頁第六章 紅外輻射測量儀器及基本參數測量當入射角等出射角時，角色散表示為：1/2222sin/21sin/2AddnddnA棱鏡材料的色散率 如果棱鏡能分辨開波長為 和 的單色光，根據瑞利散射判據，一條譜帶的最大值剛好跟鄰近譜帶

2、的最小值重疊，則棱鏡的理論分辨率R為：Rdnbd棱鏡的有效底邊長度 棱鏡的最大分辨本領與棱鏡底邊長度 b 及棱鏡材料的色散率 成正比。棱鏡分辨本領是影響紅外單色儀光譜分辨本領的重要因素。/dn d第2頁/共61頁第六章 紅外輻射測量儀器及基本參數測量衍射光柵：光柵平面光柵刻線bi閃耀光柵主極大的位置遵循光柵方程：sinsinmbi衍射級數cosdmdb光柵的色散率：光柵的色散率要比棱鏡大得多，尤其是在紅外光譜區(qū)域。光柵的分辨本領：dRWd有效孔徑寬度 ，N是刻線總數。cosWbNRmN光柵分辨本領與刻線總數N和光譜的級數m成正比第3頁/共61頁第六章 紅外輻射測量儀器及基本參數測量瓦茨沃爾士(

3、Wadsworth)色散系統第4頁/共61頁第六章 紅外輻射測量儀器及基本參數測量(2) 光譜輻射計： 光譜輻射計是在窄光譜區(qū)間測量光譜輻射通量的裝置；輻射計是在寬光譜區(qū)間測量輻射通量的裝置。 輻射計的光譜響應區(qū)間由探測器的光譜響應和光學系統的透射特性決定。若探測器均勻地響應所有波長，光學系統對所有波長全部透過而無吸收，則輸出指示將與光學系統入射光瞳上的總輻射照度成正比。電子放大器顯示或記錄探測器光學系統輻射源輻射計原理圖第5頁/共61頁第六章 紅外輻射測量儀器及基本參數測量光譜輻射計結構示意圖輻射源探測器光譜記錄器樣品槽參比槽記錄筆和梳狀光闌驅動裝置單色儀電子放大器光闌利用光譜輻射計可以給出

4、輻射通量隨波長的變化關系。第6頁/共61頁第六章 紅外輻射測量儀器及基本參數測量(3) 紅外分光光度計： 紅外分光光度計也稱為紅外光譜儀，是進行紅外光譜測量的基本設備，主要由輻射源、單色儀、探測器、電子放大器和自動記錄系統構成。單色儀輻射計反射鏡棱鏡入射狹縫輻射源出射狹縫色散型雙光束紅外分光光度計結構示意圖第7頁/共61頁第六章 紅外輻射測量儀器及基本參數測量雙光束光學自動平衡系統雙光束電學自動平衡系統雙光束光學自動平衡系統的光學部分示意圖光零位平衡紅外分光單光束分光光度計雙光束分光光度計(全自動快速光譜分析)光度計第8頁/共61頁第六章 紅外輻射測量儀器及基本參數測量雙光束電學平衡式紅外光譜

5、儀的光學系統記錄器參比信號樣品信號suRusussuu可逆電機樣品透射率為：0sRuIuI第9頁/共61頁第六章 紅外輻射測量儀器及基本參數測量(4) 傅里葉變換紅外光譜儀： 傅里葉變換紅外光譜儀主要由邁克爾遜干涉儀和計算機組成。干涉儀的主要功能是使光源發(fā)出的光分成兩束后產生一定的光程差，再使之復合產生干涉，得到的干涉圖包含著光源的全部頻率和信息。然后用計算機將干涉圖進行傅里葉變換就可以計算出原來光源的強度按頻率的分布。 如果在復合光束中放置一個能吸收紅外輻射的樣品，由所測得的干涉圖經傅里葉變換后與未放入樣品時光源的強度按頻率分布進行相比，就可以得到樣品的吸收光譜。第10頁/共61頁第六章 紅

6、外輻射測量儀器及基本參數測量傅里葉變換紅外光譜儀的組成：(1) 光源：光譜儀為能測定不同范圍的光譜設置有多個光源，通常用的是鎢絲燈或碘鎢燈(近紅外)、硅碳棒(中紅外)、高壓汞燈及氧化釷燈(遠紅外)。(2) 分束器：要求在波數處使入射光束透射成分和反射成分各半，此時被調制的光束振幅最大。根據使用波段范圍不同，在不同介質材料表面涂相應的涂層。(3) 探測器：常用的探測器有TGS、鈮酸鋇鍶、碲鎘汞、銻化銦等。(4) 數據處理系統：核心是一臺計算機，功能是控制儀器的操作，收集數據和處理數據。第11頁/共61頁第六章 紅外輻射測量儀器及基本參數測量邁克爾遜干涉儀工作原理圖第12頁/共61頁第六章 紅外輻

7、射測量儀器及基本參數測量測到的入射光干涉強度 I(x) 可以表示為： 001 cos2cos22II xSx dSxdx兩光束的光程差光程差為零時的干涉光強待測樣品即入射光的發(fā)射光譜 040 /2 cos2SI xIxdx傅里葉變換第13頁/共61頁第六章 紅外輻射測量儀器及基本參數測量由傅里葉變換紅外光譜儀獲得發(fā)射光譜的步驟：(1) 當干涉儀動鏡M1隨時間作勻速移動時，記錄相應的信號，測出I(x)值(等間隔取樣)；(2) 由實驗測定光程差x=0時的I(0)；(3) 將I(x)-I(0)帶入方程 ，對于選定的頻率計算出積分； 040 /2 cos2SI xIxdx(4) 對于每一個頻率完成上面

8、的積分，即可得到 光譜曲線圖。 S第14頁/共61頁第六章 紅外輻射測量儀器及基本參數測量與紅外分光光度計相比傅里葉變換紅外光譜儀的優(yōu)點：(1) 掃描時間短，信噪比高：光譜儀用時是光度計的1/N，信噪比是色散型儀器的(N/8)1/2 ，N是所測光譜包含的光譜元數。(2) 光通量大：一般比色散型儀器高出數十倍乃至數百倍以上。(3) 具有很高的波數準確度：通?？蓜隅R的移動是由He-Ne激光器的干涉條紋測量的，測得的光程差很準確，因此計算的光譜中波數的準確度也很高，通?？蛇_0.01cm-1。(4) 具有較高的和恒定的分辨能力：干涉儀的分辨能力主要是由可動鏡驅動時造成的最大光程差來確定的，研究型的光譜

9、儀在整個光譜范圍內能達到0.05cm-1左右的分辨能力。(5) 具有較寬的光譜范圍和極低的雜質輻射：通常都包含近紅外到遠紅外的光譜范圍。某些波長的雜散輻射在傅里葉變換后可以很容易地鑒別出來，并且雜散光在整個光譜范圍內可低于0.3%。第15頁/共61頁第六章 紅外輻射測量儀器及基本參數測量(5) 多通道光譜儀： 也采用棱鏡或光柵作為色散原件，可以同時在很多波長的通道內收集色散能量。每一通道內的能量可以采用探測器陣列的各分立探測元件，或利用攝像管，或具有空間分辨能力的相似器件收集。第16頁/共61頁第六章 紅外輻射測量儀器及基本參數測量6.2 基本輻射量的測量 紅外基本輻射量的測量原則上可分為以輻

10、射源為標準的測量和以探測器為標準的測量，下面主要介紹以輻射源為標準的測量。(1) 輻射亮度的測量： 用下標 s 表示與標準輻射源有關的量，x 表示與待測輻射源有關的量。定義儀器的光譜輻射亮度響應度為 ： LR LeVRL波長 處儀器的光譜輸出電壓入瞳處的被測光譜輻射亮度第17頁/共61頁第六章 紅外輻射測量儀器及基本參數測量 波段內儀器的響應度為：12 2121eLLeeLRdVRLLd ssLVLR如果用標準輻射源在 處和 波段內測得的電壓分別為：12 21ssLVLRd xxLVLR 21xxLVLRd其中 和 是標準輻射源和待測樣品的光譜輻射亮度。 xL sL如果用待測輻射源在 處和 波

11、段內測得的電壓分別為：12第18頁/共61頁第六章 紅外輻射測量儀器及基本參數測量于是可以求得待測輻射源的輻射亮度為： xxxsLsVVLLRV 21xxxxssLssVVVLLdLRVV其中 和 分別是標準輻射源在入射光瞳處的光譜輻射亮度和總輻射亮度。sLsL 利用上面結果不必考慮儀器響應度，只要求知道輻射源的光譜輻射亮度以及儀器的輸出電壓信號就可以了；并且此方法也適用于其它輻射量(如輻射照度、輻射通量等)的測量。第19頁/共61頁第六章 紅外輻射測量儀器及基本參數測量(2) 輻射強度的測量：2aEdI 輻射源的強度是通過輻射照度的測量獲得的。假設輻射穿過透射率為 的大氣后，在距離為d 處產

12、生的輻射照度為E，當d 遠大于輻射源的線度時，輻射強度為：a表觀輻射強度 擴展輻射源，要測得輻射源表面上各點在給定方向上的輻射亮度 L：cosdILdAcosAILdA第20頁/共61頁第六章 紅外輻射測量儀器及基本參數測量(3) 總輻射通量的測量：對于各向同性點源，其總輻射通量為：4 I 對于實際光源其總輻射通量有兩種測量方法：(1) 在積分球內利用已知輻射源的輻射與待測輻射源作比較 測量；(2) 用分布光度計測量輻射源在空間各個方向上的輻射強度分布，然后計算其輻射通量。第21頁/共61頁第六章 紅外輻射測量儀器及基本參數測量(1) 積分球法：CoRB2a 積分球也稱為積分光度計，它是一個內

13、壁涂白色漫反射涂層，球內放待測光源的完整球殼。由光源發(fā)射并經球壁漫反射的一部分輻射通過球壁上的一個小窗口射到測量用的接收器上，這部分輻射通量正比于光源所發(fā)出的總輻射通量。B點的輻射照度為：241BER漫反射比為計算光源總輻射通量：(1) 用窗口處輻射照度計測量的照度計算；(2) 用比較法測量輻射源的輻射通量。xxssEE 第22頁/共61頁第六章 紅外輻射測量儀器及基本參數測量 如果C位于球心，經驗證明擋屏放在輻射源與窗口之間，并距球心R/3處是最合適的。設輻射源的最大尺度為2b，則擋屏的半徑為：2/3daba通常要求輻射源的最大尺度不超過球殼直徑的1/10。CoRB2a漫反射比為第23頁/共

14、61頁第六章 紅外輻射測量儀器及基本參數測量實際的積分球并不滿足上面的理想條件，原因為：(1) 球內壁不可能發(fā)生理想的漫反射；(2)球內壁各點的慢發(fā)射不可能是嚴格相同的；(3)擋屏不僅遮擋光源的輻射，而且在球壁上也會形成陰影；(4)落在輻射源、懸浮裝置以及擋屏上的輻射要被它們反射或吸收；(5)在窗口或接收器處不可能完全像朗伯余弦定律那樣傳輸輻射或吸收輻射等等。第24頁/共61頁第六章 紅外輻射測量儀器及基本參數測量(2) 分布光度計法： 根據輻射通量跟輻射照度之間的關系，通過面積 的輻射通量為：AIEA 設想一個閉合曲面把光源包在里面，將曲面分成許多小面元 ，分別測出各小面元上的平均輻射照度

15、，就可以得到各小面元上的輻射通量，最后通過求和便可得到總的輻射通量為：iSiE11nniiiiiiEAES 為了方便，通常假設光源發(fā)出的輻射強度是軸對稱的。第25頁/共61頁第六章 紅外輻射測量儀器及基本參數測量6.3 紅外發(fā)射率測量 在紅外發(fā)射率的實際測量中，有紅外輻射測溫技術、熱成像測量技術和遙感輻射測量技術等。 在紅外輻射測溫技術中，目標表面的紅外發(fā)射率是影響測量結果的基本參數，如在 0的條件下觀察25的兩個目標，若發(fā)射率相差0.01則測出的輻射溫度相差，這超出了較靈敏儀器的溫度分辨率。而在熱成像測量和遙感輻射測量技術中，景物發(fā)射率也會影響輻射對比度。第26頁/共61頁第六章 紅外輻射測

16、量儀器及基本參數測量在測量和報道紅外發(fā)射率時，必須注意下列問題：(1) 根據定義，發(fā)射率是實際物體與黑體在相同條件下的輻射之比，因此報道測量結果時應指明測試條件，把測量結果嚴格地說成是在某溫度、某光譜范圍和方向上的發(fā)射率；(2) 必須對樣品的狀態(tài)有完整的描述，在報道測量結果時應盡可能地說明測試樣品的成分、厚度、表面形貌特征和結構特征等；(4) 測量發(fā)射率時必須準確知道樣品的溫度。(3) 對光學不均勻的樣品必須考慮反射作用，在發(fā)射率測量中必須注意 ，此式中的三個量要有一致的幾何條件和光譜條件；1第27頁/共61頁第六章 紅外輻射測量儀器及基本參數測量(1) 半球全發(fā)射率測量： 當研究輻射熱傳遞和

17、熱損耗問題時，最關心的是物體表面的半球全發(fā)射率，對它的測量絕大多數是采用量熱法。輻射熱平衡法-熱絲法：IV1T2T4122PIVAT 樣品的總輸入功率：樣品吸收的壁的輻射功率電功率21第28頁/共61頁第六章 紅外輻射測量儀器及基本參數測量樣品的總輸出功率：4212/hPATkS TxP gas樣品熱輻射功率空氣傳導和對流耗散的功率樣品兩端及測溫熱點偶傳導消耗的功率在熱輻射平衡條件下：4421hIVATAT 令 ，可以得到半球全發(fā)射率為：h4412hIVATT這種方法的誤差在2%20%之間，其大小主要取決于樣品和真空室壁的相對溫度及測量精度。第29頁/共61頁第六章 紅外輻射測量儀器及基本參數

18、測量(2) 法向光譜發(fā)射率測量： 測量法向光譜發(fā)射率除借助光譜反射率測量技術外，幾乎全部采用輻射度量比較法，在這類方法中，首先要收集給定溫度下樣品在小立體角內發(fā)射的輻射，并把它經分光計分光后測量中心在指定波長附近窄波帶內的輻射，然后把該測量值除以在同樣條件下得到的黑體源的測量值。 可以較容易地消除大氣中二氧化碳及水蒸氣吸收的影響，且可以直接得到欲測結果等有點，在實際中用的較為廣泛。雙光路測量法第30頁/共61頁第六章 紅外輻射測量儀器及基本參數測量記錄的是兩路光束輸出信號比的形式，得到的是樣品發(fā)射率隨波數的變化曲線。第31頁/共61頁第六章 紅外輻射測量儀器及基本參數測量 為了能直接記錄樣品的

19、法向光譜發(fā)射率，雙光路測試系統必須滿足如下條件：(1) 被測樣品和比較黑體必須控制在相同溫度，樣品表面的溫度梯度應盡可能??；(2)使兩光束有相同的大氣吸收，并使這種吸收降到最低，兩光束的光路長度必須相同，或使儀器保持在無吸收條件或真空中工作；(3)除分光棱鏡外，必須使用前表面反射系統，并在兩光路中使用完全對等的光學原件，以便兩光束在光學上有相等的吸收衰變；(4)兩光束的源面積的場孔徑必須相等，以保障兩束中的輻射功率來自相同的源面積和發(fā)射立體角。第32頁/共61頁第六章 紅外輻射測量儀器及基本參數測量 bbbmVRLTL T 1ssmnaVRLTL TL T測量原理： 設被測樣品和實驗用黑體的溫

20、度為T，它們的法向光譜輻射亮度分別為 ，環(huán)境溫度為 Ta，單色儀和探測器的溫度為 Tm，它們的光譜輻射亮度分別為 ， 。若儀器的光譜響應度為 ，則當儀器只對黑體或樣品測量時的輸出信號為： ,sbbLTLT aL T RmL T第33頁/共61頁第六章 紅外輻射測量儀器及基本參數測量來自樣品的總光譜輻射亮度為： 1snaLTL T 1smnabbmmbbmLTL TL TLTL TL TLTL T ssbVL TV 1bbmmnaLTL TL TL T sbVV bbmmanaLTL TL TL TL T 第34頁/共61頁第六章 紅外輻射測量儀器及基本參數測量無樣品時的儀器輸出信號： 0amV

21、RLTLT法向光譜發(fā)射率定義為： 00snbVVVV snbbLTLT 如果儀器以比率記錄模式工作，則記錄到的是輸出信號與黑體信號的比值，設在記錄儀上記錄的這些比值分別為： 0/,/,/sbbbbSVVZVVHVV第35頁/共61頁第六章 紅外輻射測量儀器及基本參數測量 nSZHZ法向光譜的發(fā)射率為：樣品信號在記錄儀上的高度以黑體代替同溫度樣品時的輸出信號高度無樣品輻射時輸出信號的高度，俗稱零線高度第36頁/共61頁第六章 紅外輻射測量儀器及基本參數測量 樣品光束和比較黑體光束經同一光路，有相同的光程和衰減損耗。單光路測量法： 第37頁/共61頁第六章 紅外輻射測量儀器及基本參數測量6.4 紅

22、外反射比測量 當介質不透明時，反射比與反射率、吸收比與吸收率是相同的； 當介質半透明時，用反射比和吸收比描述介質的特性更合適。反射比的定義： 反射比一般取決于入射輻射的波長及偏振狀態(tài)，還與入射及收集反射輻射的角度狀態(tài)有關。根據入射及收集反射輻射的幾何關系，可以有不同的定義和表示方法。第38頁/共61頁第六章 紅外輻射測量儀器及基本參數測量(1) 雙向反射比： 向指定方向 反射的輻射與指定方向 入射的輻射之比。,rr ,ii 入射到dA單位表面上的輻射功率為：,cosiiiiiiiidLd 反射到 方向的輻射功率為：,rr ,;,rrriirriiidd ,cosiiiiiLd , ; ,iir

23、r 表面雙向反射比不考慮dA表面自身的發(fā)射，則可以用其反射的輻射亮度表示：,cosrrrrrrrrdLd 第39頁/共61頁,;,iirr ,cos,cosrrrrriiiiiLdLd 雙向反射比的定義式：,;,iirrf ,cosrrriiiiiLLd 雙向反射分布函數的定義式：雙向反射比與雙向反射分布函數的關系： 此函數的物理意義是：沿 方向出射的輻射亮度與沿 方向入射在dA表面上的輻射照度之比。,rr ,ii , ; ,iirrf , ; ,iirr cosrrd第六章 紅外輻射測量儀器及基本參數測量第40頁/共61頁第六章 紅外輻射測量儀器及基本參數測量 由dA表面反射到半球空間的輻射

24、功率與從 方向入射到dA上的輻射功率之比。,ii ,;,iirrf ,cosrrriiirrddd 反射到半球空間的輻射功率為：22, ; ,cosriirriiirrfdd 2,;,cosiiiiirrrrdfd (2) 方向-半球反射比：第41頁/共61頁第六章 紅外輻射測量儀器及基本參數測量方向-半球反射比的定義式：, ;2ii 22,cos,rrrrrriiiiiiiiddLdd 2, ; ,cosiirrrrfd 第42頁/共61頁第六章 紅外輻射測量儀器及基本參數測量 由dA表面反射到 方向的輻射功率與整個半球入射到dA上的輻射功率之比。,rr 定義式：2 ;,rr 2,cos,c

25、osrrrrrrrriiiiiiiidLddLd 2,cos,cosrrrrriiiiiLdLd (3)半球-方向反射比：,;,iirrf ,cosrrriiiiiLLd 22, ; ,coscos,cosiirriiiiirriiiiifLddLd 第43頁/共61頁第六章 紅外輻射測量儀器及基本參數測量當入射為漫射時：2 ;,rr 2cos,;,cosrriirriidfd 22, ; ,coscos,cosiirriiiiirriiiiifLddLd 2 ;,rr 第44頁/共61頁第六章 紅外輻射測量儀器及基本參數測量(4)雙半球反射比： 反射到半球與從整個半球方向入射的輻射功率之比，

26、其定義式為：2 ;222,cosrrriiiiidLd 222,;,coscos,cosiirriiiiirriiiiifLddLd 當入射為漫射時：2 ;2 221, ; ,coscosiirriirrfdd 21,;2cosiiiid 第45頁/共61頁第六章 紅外輻射測量儀器及基本參數測量積分球反射計 目前常用的室內反射比測量系統主要分為四種：積分球反射計、熱腔反射計、半球反射計、橢圓鏡或拋物鏡反射計。積分球的工作原理： 積分球是個內壁涂有 MgO、BaSO4、BaCO3 等漫反射涂層的球形腔體，因這些涂層有近似理想漫反射的性能，所以若有一輻射束照射球的內壁，則反射輻射將按余弦定律分布。

27、因涂層漫反射性質和球形腔的幾何性質，使積分球具有特殊的功能：其內壁上任一小面元經照射成為一個光源后，在球內壁上的輻射照度處處均勻相同。第46頁/共61頁第六章 紅外輻射測量儀器及基本參數測量積分球的結構大同小異，可歸納為兩種類型：(1) 將待測樣品置于球壁或球心，把光束引入球內，并依次照射樣品和球內壁的高漫反射涂層（或已知反射比的標準反射體），從樣品及球內壁反射的光束經球內多次反射后，在球壁產生的輻射照度與樣品及球內壁首次被照面的反射比有關。在球內壁另一位置的探測器將分別產生兩個輸出信號，其比值即為樣品反射比的絕對測量值。若用標準反射體，則探測器的兩個輸出信號比就是樣品與標準反射體的反射比的比

28、值，給出的是反射比的相對測量。(2)將待測樣品置于球壁或球心，把光束引入球內（或在入射孔處放一個漫透射體），并在入射孔與樣品之間用擋板屏蔽。進入球內的光束經多次反射后，使球壁成為一個理想的漫反射光源。將探測器依次對準樣品和球壁某部位測量，其比值就是樣品的反射比。第47頁/共61頁第六章 紅外輻射測量儀器及基本參數測量 第一類積分球測量的是方向-半球反射比 ，第二類積分球測量的是半球-方向反射比 ，只要 ，對易關系就成立，所以只需針對樣品置于球壁或球心這兩種情況討論第一類積分球。2 ; , , ;2 樣品置于球壁：從dA0向球壁上任一小面元dA1反射的輻射功率為：01010cos rdLdAd

29、第48頁/共61頁第六章 紅外輻射測量儀器及基本參數測量從dA0向整個球壁反射的輻射功率為：01010cos rdLdAd 00dA0的方向-半球反射比入射孔照射到dA0的輻射功率利用幾何關系可以得到：00101124dAdL dAR01001214ddALdAR d01在面元dA1上產生的輻射照度：0100101214ddAELdAR第49頁/共61頁 不考慮dA1的自發(fā)輻射，則因d01的照射而使dA1上產生的反輻射出射度為：0010124ddAMLR球內壁的方向-半球漫反射比 dA0 反射的輻射在球壁上任一小面元 dA2上產生的輻射照度和輻射出射度分別為：0020224dAELR00202

30、24ddAMLR根據理想漫反射球壁02020MLL第六章 紅外輻射測量儀器及基本參數測量第50頁/共61頁dA1接收來自dA2的輻射功率：20212121020222444ddAdA dAdA dAdLLRRR這部分輻射在dA1產生的輻射照度為：2002212122144dL dA dAddEdARR整個球壁在dA1產生的輻射照度為：0121022244ddAEdEL dARR002244ddRR 第六章 紅外輻射測量儀器及基本參數測量第51頁/共61頁第六章 紅外輻射測量儀器及基本參數測量 如果考慮到輻射在積分球內被發(fā)射無窮多次，則球壁反射比 應該用反射率 代替：d211.1nndddddd

31、nd除dA0外的整個球壁照射到dA1產生的輻射照度為：000122414ddERR 由此產生的反射輻射出射度為：2001214ddMR第52頁/共61頁第六章 紅外輻射測量儀器及基本參數測量dA1總的反射輻射出射度為：001011241dMMMR01, ;2, ;2ssELA 若球壁上被照面元dA0是樣品表面，通常樣品表面可能既非理想漫反射面又非理想鏡面，因此經入射輻射束照射后，反射輻射的空間分布是不均勻的。設其方向-半球反射比為 ，于是樣品在 方向反射的輻射亮度為：, ;2 入射輻射 在樣品表面 上產生的輻射照度0sA第53頁/共61頁因樣品直接反射到面元dA1的反射輻射出射度為：012,

32、;24sdMR 球內壁dA1的總反射輻射出射度為：011202, ;2141, ;2 14dsswddddMMMRR 第六章 紅外輻射測量儀器及基本參數測量第54頁/共61頁第六章 紅外輻射測量儀器及基本參數測量 如果將入射光束依次照射樣品和球壁，則置于dA1處的探測器給出的輸出信號比將等于Ms與M1之比。因此樣品的反射比為：11, ;2ssddMVMV Vs和V1分別是探測器對這樣品和球壁測量時的輸出信號。 如果有一個已知反射比 為的標準反射體進行比較測量，則樣品的反射比為：st, ;2ssststststMVMV 第55頁/共61頁第六章 紅外輻射測量儀器及基本參數測量樣品置于球心：sA012 若樣品置于球心，則不論樣品是不是理想漫反射面，因樣品待測面背后的后半球不受樣品待測面的直接反射，故球壁各處輻射出射度相同。此外只要轉動樣品，則可測量樣品對不同入射角度狀態(tài)的反射比。 如果不考慮球壁的自發(fā)輻射，則后半球(2)發(fā)出的總輻射功率M2A2應等于后半球反射來自它自身各