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Reflexion und Transmission

Arbeitsgruppe 4.51

Gerichtet/gerichtete Geometrien (Gonioreflektometrie)

Gonioreflektometrische Methoden, d.h. Messungen in sogenannten gerichtet/gerichteten Geometrien, sind die fundamentalsten physikalischen Methoden zur Bestimmung der Reflexionskennzahlen von Materialien. Die Kennzahlen hängen im Allgemeinen von der Einstrahlungsrichtung auf die Probe und der Detektionsrichtung der reflektierten Strahlung, sowie von den jeweiligen Öffnungswinkeln der beiden Strahlungsbündel ab. Genormt sind im Bereich der Reflektometrie die gerichteten Reflexionsgeometrien 45°:0° und 0°:45°. Entsprechend einer Einstrahlung unter 45° auf die Probe mit der Messung der Reflexion unter 0° und Einstrahlung unter 0° auf die Probe mit der Messung der Reflexion unter 45°. Das roboterbasierte Gonioreflektometer der PTB erlaubt jedoch aufgrund seiner speziellen Konstruktion die Messung von allgemeinen Winkelverteilungen der von Materialien reflektierten Strahlung innerhalb des gesamten Halbraumes oberhalb der Probe.

Abb.1: Referenz-Gonioreflektometer

Messung der Reflexionsindikatrix, Bestimmung der BRDF

Wird bei gonioreflektometrischen Messungen aus einer beliebigen, dann aber festen Richtung auf die Probe eingestrahlt und die in verschiedenen Richtungen reflektierte Strahlung gemessen, bzw. die Einstrahlungsrichtung variiert und dabei die Detektionsrichtung festgehalten, so wird die relative räumliche Verteilung dieser Strahlung Reflexionsindikatrix genannt. Diese hängt im Allgemeinen von der Einstrahlungs- und Detektionsrichtung ab. Daraus folgt, dass eine vollständige Erfassung der diffusen Reflexion einer Probe bzw. eines Materials nur durch Messung der Reflexionsindikatrix erfolgen kann.

Abb.2: Geometrische Verhältnisse der eingestrahlten (i) und reflektierten Strahlen (r) am Gonioreflektometer

 

Der Winkelbereich der einfallenden Strahlung kann im Bereich Φi = 0 ° bis 360°, θi = 0° bis 90° variiert werden. Die reflektierte Strahlung kann im Winkelbereich Φr = 0° bis 360°, mit θr = 0° bis 85° detektiert werden. Der Spektralbereich für Kalibrierungen mit dem roboterbasierten Gonioreflektometer beträgt 250 nm bis 1850 nm.

Die maximale Probengröße beträgt ca. 500 mm x 500 mm, bei einem maximalen Gewicht von ca. 1,5 kg.