镜面可变角度绝对反射率方法和反射计与流程

1.本文的主题总体上涉及用于镜面可变角度绝对反射率的方法和装置。


背景技术：

2.镜面反射率是指来自诸如反射镜的表面的光的反射，其中，来自入射方向的光被反射到出射方向。因此，镜面反射率是可以使用光学设备测量的光的行为。材料的镜面反射率测量是确定样本材料的组成或其他化学、热或光学特性的一种方式。
3.镜面反射率的精确绝对测量具有若干应用。例如，该技术用于建立其他类型的反射率测量与光学测量装置的校准的参考标准。在另一示例中，该技术用于光学涂层工业来开发涂层(例如，反射镜)以提高反射镜的光学效率。在又一示例中，镜面反射率的精确绝对测量可以用于测量光学涂层的单层的厚度或折射指数。
4.然而，当期望快速测试入射角、光波长以及光偏振的宽范围时，测量绝对镜面反射率是困难的。镜面反射率测量装置难以对准组件和样本以进行精确测量。另外，镜面反射率测量装置难以将光束聚焦在样本和检测器处。例如，光束倾向于沿着光束的长度分散。例如，一些镜面反射率测量装置使用激光光源。期望用于测量绝对镜面反射率的改进技术。例如，期望具有用于改进的反射率测量的组件和样本的增强的对准机构和技术的装置。期望在样本上具有聚焦光束路径和光斑尺寸的装置。期望实现扩展区域源的装置。


技术实现要素：

5.示例提供一种镜面可变角度绝对反射计。该镜面可变角度绝对反射计包括光源和在光源的光路上的反射镜系统。该反射镜系统被配置为将来自光源的光束反射至光学反射的样本。镜面可变角度绝对反射计还包括设置在样本之后的光路上的椭圆屋脊型反射镜。该椭圆屋脊型反射镜被配置为将光束反射回至样本。样本位于椭圆屋脊型反射镜的椭圆形反射器表面的焦点处并且椭圆形反射器表面将光束重新聚焦在样本处。镜面可变角度绝对反射计还包括连接至椭圆屋脊型反射镜的机构。该机构被配置为围绕样本的轴旋转椭圆屋脊型反射镜。镜面可变角度绝对反射计还包括在椭圆屋脊型反射镜之后的光路上的检测器，使得该检测器接收已经从椭圆屋脊型反射镜反射、由此反射回至样本、由此反射回至反射镜系统、并且由此反射回至检测器的光。
附图说明
6.图1a示出了用于执行100％反射率测量的现有技术10度“v”配置光路；
7.图1b示出了用于执行样本的反射率测量的现有技术10度“w”配置光路；
8.图2示出了用于100％反射率测量和样本反射率测量两者的入射角为10度和20度的现有技术叠加的“v
‑
w”组件和光束路径；
9.图3示出了用于可变角度反射率样本测量的现有技术方法；
10.图4示出了根据说明性实施方式的100％反射率测量配置中的镜面可变角度绝对
反射计；
11.图5示出了根据说明性实施方式的用于样本反射率测量的15度配置的镜面可变角度绝对反射计；
12.图6示出了根据说明性实施方式的用于样本反射率测量的30度配置的镜面可变角度绝对反射计；
13.图7是根据说明性实施方式的镜面可变角度绝对反射计的侧视图；
14.图8是根据说明性实施方式的100％反射率测量配置的镜面可变角度绝对反射计的透视图；
15.图9示出了根据说明性实施方式的用于样本反射率测量的15度配置的镜面可变角度绝对反射计；
16.图10示出了根据说明性实施方式的用于样本反射率测量的30度配置的镜面可变角度绝对反射计；
17.图11示出了根据说明性实施方式的用于使用镜面可变角度绝对反射计执行样本的绝对反射率测量的方法的流程图；
18.图12示出了根据说明性实施方式的镜面可变角度绝对反射计；
19.图13示出了根据说明性实施方式的测量具有样本轴的样本的反射率的方法；
20.图14示出了根据说明性实施方式的使用镜面可变角度绝对反射计的方法的流程图；并且
21.图15示出了根据说明性实施方式的数据处理系统。
具体实施方式
22.示例认识并且考虑到镜面反射率的精确绝对测量具有若干应用。首先，并且或许使用最为广泛，该技术用于建立其他类型的反射率测量和测量装置的校准的参考标准。大多数测量仪器需要已知的反射率标准来建立基准系统吞吐量或100％反射率水平。换句话说，将100％反射率水平定义为不测量样本时测量的反射率；或者，仅是反射计中的组件的反射率。并非所有已知的测量系统都使用相同的入射角，一些是可变的。
23.示例认识并且考虑到这些已知技术取决于具有可变波长、光束的入射角以及反射计的偏振能力的参考标准。因此，示例的镜面可变角度绝对反射计(svaar)提供可以建立独立于具有可变波长、入射角以及偏振能力的任何参考标准的这些水平的绝对测量技术和反射计。
24.示例还认识并且考虑到另一应用是在光学涂层工业中。例如，激光反射镜需要非常有效、高反射涂层以使反射率最大化并且使由于吸收而引起的加热最小化。这些高效的反射镜涂层通常是针对特定入射角和可能特定光波长设计的多层电介质堆叠。由于每个涂层的厚度或组成的不确定性，因此电介质涂层的性能可以与其原始设计不同。厚度或组成的这些变化可以影响反射光的反射率值和偏振。
25.核查用样本通常包括在运行并且测量以验证涂层批次满足期望的涂层性能标准的每个涂层中。例如，在特定激光波长和设计角度下处，尽管反射镜制造商或用户可能希望确定在限定设计角度之外的角度和偏振处的绝对反射率(在非设计角度处所使用的现成反射镜涂层的情况下)，但是激光反射镜反射率通常大于99.98％。对于这种类型的测量，使用
具有附加的不确定性的参考标准将增加涂层测量不确定性。另外，示例的反射计可以表征涂层的偏振效应。示例的反射计还可以支持宽带反射镜测量或特定波长的测量，包括激光线以及多个角度和偏振。
26.示例还认识并且考虑到另一应用是在单层涂层厚度或折射率的测量中。用于测量真空室内的污染的一种技术是在某些过程或程序期间将反射的核查用样本放置到真空室中。例如，在卫星测试期间，当在真空下时，尤其是当被加热时，诸如在热测试或操作测试期间，组件通常释放挥发性物质。污染物在程序期间凝聚在镜像核查用样本上。在示例的反射计中可以测量核查用样本，并且从被反射的偏振推导的污染物层厚度或折射率在特定角度和波长处发生变化。
27.示例还认识并且考虑到材料的反射率或透射率测量是确定测试物质的组成或其他化学、热或光学特性的一种方式。示例具体考虑了在光的光学(可见、几乎可见)或红外(通常称为热红外)波长下的各种性质的测量。通常，光学测量是测试样本振幅与已知良好表征的“参考”或“标准”或“参考标准”工件的振幅的比率。然而，这些相对测量的精度限于“参考标准”的精度，在许多情况下，“参考标准”是相对于其他“参考标准”校准。校准过程的每个水平增加了我们工作“参考标准”的精度的不确定性，通常产生较大的不确定性。因此，在一些情况下，“参考标准”变得几乎没用。作为示例，如果所购买的参考标准的精度具有 /
‑
4％的不确定性，则参考标准在进行具有 /
‑
1％的测量精度的测量时毫无帮助。
28.示例还认识并且考虑到，理想地，经由并不用于与作为精度的来源的已知标准进行比较的“绝对”测量技术来测量光学测量中所使用的“参考标准”。示例还认识并且考虑到当前存在用于使用“绝对”技术来测量反射率的技术，但是它们具有实际的局限性。一个主要局限性是技术所覆盖的入射角的范围。已知技术的其他局限性包括对于给定测试过大的样本尺寸或系统对准问题。例如，当前使用的装置具有光束的发散椎体，极大地增加了光的反射回弹点所需的期望样本尺寸并且需要较大的光收集光学器件进行检测。
29.因此，示例提供一种能够相对快速地跨宽范围的入射角、波长以及偏振精确地测量镜面样本绝对反射率的测量技术。示例还提供了在红外波长下的绝对反射率测量。示例还认识并且考虑到存在少量在热红外波长处可用的绝对反射率标准(如果有的话)。
30.对于大多数反射率标准，从反射材料的基本光学性质推导反射率与角度和偏振的关系。例如，光学系统可以使用被广泛接受的基本光学性质、但不覆盖校准波长的全范围的抛光铜板。在推导反射率与波长、偏振以及角度的关系时使用来自多个源的值的外插和内插。对于这样的系统，还不清楚所接受的光学性质有效的是什么铜合金。
31.总之，示例与已知技术相比具有若干优点。示例可以在可变角度、偏振以及波长下执行镜面样本的绝对反射率测量，而现有的反射计不能。示例的一个独特特征是使用椭圆屋脊型反射镜。椭圆屋脊型反射镜具有用于将光束反射回至样本和检测器的椭圆形反射器表面。椭圆形反射器表面将反射光束聚焦在样本表面处。椭圆屋脊型反射镜可以以距样本入射处的角距离的两倍围绕样本旋转轴旋转。样本旋转轴位于样本表面上。相对于样本法线(垂直于样本表面的线)测量光在样本上的入射角。
32.示例的第二独特特征是椭圆形反射器表面的形状和椭圆形反射器表面距样本的定位，这允许来自样本的第一反射和第二反射重合。示例的第三独特特征是依次测量样本、激光功率以及背景光水平来补偿源漂移和背景条件的能力。示例的第四独特特征是将所测
量的占地面积限制为光束直径除以入射角的余弦的范围。光束可以聚焦在检测器处，使得信号最大化并且使得对准临界度最小化。示例的第五独特特征是该测量技术在100％测量阶段和样本测量阶段两者期间使用相同的光路和光学组件。样本与100％的比率是样本反射率的平方的绝对度量。
33.因此，示例提供一种相对于已知技术具有多个优点的镜面可变角度绝对反射率方法和反射计。现在将注意力转向附图。
34.图1a示出了用于执行100％反射率测量的现有技术10度“v”配置光路。图1b示出了用于执行样本的反射率测量的现有技术10度“w”配置光路。应一起读取图1a和图1b。尽管虚线101是样本114的轴，但是图1a和图1b中的线示出了光路。
35.图1a所示的“v”配置100用于测量光学反射计的100％反射率，光学反射计包括光源102、反射镜104、反射镜106、反射镜108以及检测器110。因为不存在样本，所以使用术语“100％”反射率，并且当反射计中存在样本时，样本将至少降低少量的百分比。在不存在样本的情况下，实现系统的最大可能反射率，并且将该最大可能反射率视为“100％反射率”或仅视为“100％”。
36.在样本114与反射镜106之间的光路的“w”布置中，图1b所示的“w”配置112将样本114添加到图1a所示的反射计中。再次计算系统的反射率并且与100％反射率进行比较，从而确定样本114的反射率。
37.因此，图1a和图1b表示用于测量镜面样本的绝对反射率的已知方法。该方法被称为“v
‑
w”绝对反射率测量附件，其从许多分光光度计和傅里叶变换红外(ftir)测量系统可商购。从示出“100％”和“样本”测量路径的图1a和图1b中，“v”和“w”名称的原因非常显而易见。从测量“w”配置中的样本时所使用的“v”配置的“100％”值所使用的相同三个反射镜的使用中推导“绝对”测量能力。因为光路的唯一变化是添加了样本，所以“w”/“v”值的比率是直接归属于样本反射率的绝对反射率比率。然而，应注意，存在来自样本的两次反射或“回弹”。因为测量值是r
sample
*r
sample
的结果，所以样本的反射率或r
sample
等于(“w”/“v”)的平方根。这种关系有助于提高样本反射率测量的精度。
38.图2示出了根据说明性实施方式的用于100％反射率测量和样本反射率测量两者的入射角为10度和20度的现有技术叠加的“v
‑
w”组件和光束路径。图2所示的“v
‑
w”布置200是图1a的“v”配置100和图1b的“w”配置112的变形或组合。“v
‑
w”布置200的反射计包括光源202、反射镜204、反射镜206、样本208、样本轴210、反射镜212、反射镜214、反射镜216、反射镜218以及检测器220。
39.图1a和图1b以及图2所述的技术在改变入射角的能力方面受到限制。通常，反射计被配置为用于10
°
/
‑
的单个入射角，并且不旨在改变。样本入射角是样本208相对于入射光围绕样本轴210旋转的程度。因此，样本入射角是入射光源射线与样本在射线与样本的相交处的法线之间的角度。定义样本入射角的另一方式是样本入射角是在与样本的相交处的入射射线与反射射线之间的角度的一半。
40.图2示出了改变和增加入射角、增加样本尺寸或光束占地面积以及需要重新定位源和检测器反射镜的问题之一。20
°
入射角是所示的最大入射角。在更大的入射角下，样本尺寸需求变得显著并且通常是不可行的。另外，重新定位并且重新对准反射镜是显著的时间承诺。即使在10
°
入射角下，所需的样本尺寸也超过标准1”尺寸大小。因此，如下面进一步
描述的，参考图1a、图1b以及图2描述的现有技术反射计技术具有通过示例解决的缺点。
41.图3示出了根据说明性实施方式的用于可变角度反射率样本测量的现有技术方法。反射计系统300包括光源302、反射镜m1304、样本306、反射镜m2308、反射镜m3310、反射镜m4312、偏振器对314以及检测器316。样本306和反射镜m2308可以与旋转平台318一起旋转，该旋转平台318可以包括反射镜孔。图3中的箭头和线表示由光源302发射的光束所采取的光路。
42.纽约普莱森特维尔市的哈里克科学作物(harrick scientific corp of pleasantville，ny)制造了图3所示的可以用于执行镜面反射的可变角度测量的可变测量系统。换句话说，图3是哈里克科学作物可变角度反射计的示图。
43.使用该仪器执行与近法线反射率所使用的扫描序列相似扫描序列来获得相对值。与近法线情况一样，相对值乘以参考标准在相同角度和偏振下的绝对反射率以获得绝对校准。为了获得参考标准反射镜的绝对校准，在近法线角度下对反射镜进行校准以给出绝对校准。
44.然而，该技术不是直接的绝对测量；而是基于在单个角度(经由“v
‑
w”技术)测量的绝对值导出的参考标准的相对于角度的绝对值，并且该绝对值与在相同角度下的可变测量相关联。通过提供的文献和拟合的光学常数，提供更大角度下的参考值。总之，可变角度测量基于具有从单个测量的绝对角度和偏振导出、基于公开和拟合的光学常数被投射至其他角度和偏振的混合反射率的参考标准。
45.图3所示的可变角度技术的局限性是对相对限制的样本尺寸的需求。在最大厚度以及最小和最大高度与宽度方面限制样本尺寸。对于这些范围之外的固定尺寸的样本，必需使用不同的仪器。
46.图4示出了根据用于测量样本800(图5和图6所示)的反射率的示例性实施方式的镜面可变角度绝对反射计700。以100％反射率测量配置示出了镜面可变角度绝对反射计700。图4表示相对于图1至图3所示的现有技术反射计的实质性改进。
47.镜面可变角度绝对反射计700包括光源702、可选偏振器704、反射镜系统706、椭圆屋脊型反射镜708、可选偏振器710、检测器712以及可选光阱714。椭圆屋脊型反射镜708的另一术语是“椭圆屋脊型反射器”。因为图4示出了校准或100％反射率配置，所以特意从图4中省略了样本800。然而，样本轴802被示出为虚线，样本被放置在该虚线处以进行稍后的样本测量。同样，样本轴802位于样本的面或样本的表面上。图4所示的其余线表示光束的光路。光束的各个部分可以会聚或发散。
48.镜面可变角度绝对反射计700与图1a、图1b、图2以及图3所示的传统“v”、“w”以及“v
‑
w”类型的角度反射计相比具有多个优点。镜面可变角度绝对反射计700为具有最小尺寸限制的样本提供了在可变角度和偏振下的多回弹绝对反射率。
49.在示例性实施方式中，镜面可变角度绝对反射计700包括椭圆屋脊型反射镜708。反射镜系统706和椭圆屋脊型反射镜708被布置为提供在样本处(例如，在样本轴802处)重合的入射光束和返回光束。在示例性实施方式中，入射光束和返回光束在垂直平面上；然而，在可选实施方式中，其他定向也是可能的。椭圆屋脊型反射镜708提供光束的第一回弹和第二回弹以在样本处重新定向返回光束。
50.出于说明性的目的并且作为一个建议的源，示出了具有可选偏振控制和经由偏振
器704和偏振器710的偏振分析器的波长可调谐激光器。然而，两个偏振器是可选的。另外，光源702不需要是波长可调谐激光器，但是可以是固定波长激光器、单线激光器、宽带源、发光二极管源、滤波宽带源、太阳光模拟器、被引导至系统中的实际太阳光或用于目的测量配置的任何其他合适的光源。
51.椭圆屋脊型反射镜708包括上部720和下部722。该上部720和下部722在椭圆屋脊型反射镜708的顶点724处会合。椭圆屋脊型反射镜708包括沿着上部720和下部722的内部的椭圆形反射器表面726。椭圆形反射器表面726由在椭圆屋脊型反射镜708的顶部与底部之间延伸的弯曲表面(诸如连续曲线)限定。椭圆形反射器表面726在上部720与下部722之间是凹入的。椭圆形反射器表面726被配置为面向样本800。顶点724被设置为沿着限定椭圆形反射器表面726的椭圆的长轴728。
52.二维的椭圆是具有两个焦点的封闭对象，因此从椭圆上的任何点至焦点的距离的和是恒定的。椭球体是围绕通过两个焦点的轴旋转的实体。椭圆形反射器表面726由在正面和侧面被切割以形成椭圆形反射器表面726的椭球体限定。椭圆形反射器表面726是中空表面，其中，表面的内部是反射性的。椭圆形反射器表面726从顶部至底部并且从一侧面至相对侧面弯曲，以控制光束的反射方向。椭圆形反射器表面726的椭圆形状去除了用于将光束聚焦在样本800处的对准控制自由度。椭圆形反射器表面726具有椭圆形状，而不是具有平坦面，以控制样本处的束斑位置和束斑尺寸。使光束穿过内反射椭球体的一个焦点必将使光束穿过另一焦点。椭圆形反射器表面726用于将从样本800反射回的光束重新定向在样本800处。椭圆形反射器表面726包含椭圆的一个焦点，其中，第二焦点在样本800的测量点处，使得沿椭圆屋脊型反射器708的方向从样本800反射的任何光线在同一焦点处被反射并且重新聚焦回至样本800上。椭圆屋脊型反射镜708以可变的角度、偏振以及波长执行镜面样本的绝对反射率测量。
53.椭圆形反射器表面726被成形为将光束反射回至检测器712和样本800。在示例性实施方式中，椭圆形反射器表面726被配置为使光束会聚在样本800上的重合束斑804处。例如，当光束从椭圆形反射器表面726反射时，光束聚焦在用于限定椭圆形反射器表面726的椭圆的焦点处。样本800被配置为定位在一个焦点(远焦)处，使得光束会聚到样本800。
54.椭圆形反射器表面726包括第一束斑730和第二束斑732。在所示的实施方式中，第一束斑730设置在上部720上，并且第二束斑732设置在下部722上。光束被配置为从光源702和/或样本800(当存在时)被引导至第一束斑730。光束从第一束斑730被引导至第二束斑732。光束从第二束斑732被引导回至样本800和/或检测器712。在示例性实施方式中，第一束斑730和第二束斑732与限定椭圆形反射器表面726的椭圆的第一焦点734轴向对准。在示例性实施方式中，样本800被配置为与限定椭圆形反射器表面726的椭圆的第二焦点736轴向对准。椭圆形反射器表面726被配置为将光束会聚到样本800的第二焦点736处的束斑738。因此，系统可以使用较小的样本尺寸并且在检测器712处可以使用更小的光收集光学器件。
55.存在可以用于源和检测器转向的各种配置。图4所示的配置被提出为100％测量或系统100％值。当然，尽管现有技术系统并不包括椭圆屋脊型反射镜708或反射镜系统706的布置，但是该布置对应于图1或图2所示的“v
‑
w”系统中的“v”配置测量值。
56.图4中的反射镜系统706被示出为包括具有第一面716的第一反射镜715和具有第
二面718的第二反射镜717。每个面716、718被镜像以反射光束。然而，反射镜系统706可以是不同的反射镜系统，诸如具有单个块或具有例如图7至图8所示的两个面的单个反射镜等。另外，反射镜系统706可以具有两个以上的反射镜，这取决于特定应用的期望布置。
57.图5示出了根据说明性实施方式的用于样本反射率测量的15度配置的镜面可变角度绝对反射计700。图6示出了根据说明性实施方式的用于样本反射率测量的30度配置的镜面可变角度绝对反射计700。图5和图6示出了布置在样本轴802处的样本800。可以制造具有平坦面或三点球位置的样本支架以将样本面定位在包含样本轴802的平面处。只要最大的入射激光光斑包含样本800内，则样本800的左、右、上以及下定位就不是关键的。运动学底座安装件是另一可选方案。
58.椭圆屋脊型反射镜708沿与光源702相同的方向旋转期望的样本入射角的两倍以截获并且返回反射光束。图5示出了围绕样本轴802旋转至30度测量定向的椭圆屋脊型反射镜708和围绕样本轴802旋转至对应15度测量定向或掠射角的样本800。图6示出了围绕样本轴802旋转至60度测量定向的椭圆屋脊型反射镜708和围绕样本轴802旋转至对应30度测量定向或掠射角的样本800。掠射角是椭圆屋脊型反射镜708距样本800的面的角度。椭圆屋脊型反射镜708的测量定向角相对于样本面成互补角。从100％位置测量椭圆屋脊型反射镜708的测量定向角和样本测量定向角。
59.如果将面向光源702和检测器712的样本800与通常平行于光源和检测器两者的样本800视为零，则可以通过顺时针或逆时针转动期望的入射角来实现样本入射角。如果当椭圆屋脊型反射镜708处于校准或100％配置时，如图4所示，将椭圆屋脊型反射镜角位置认为是180
°
，则当椭圆屋脊型反射镜708位于最接近于检测器712和光源702的源光束与检测器光束之间时，椭圆屋脊型反射镜角为零。用于从光路移除样本以执行100％测量的一种方法可以如下。如果椭圆屋脊型反射镜708和样本800耦合，则当样本入射角是90
°
时，椭圆屋脊型反射镜708将在100％位置或校准位置处于180
°
。该布置使得样本面平行于源光束和返回光束。样本800仅需要移动约光束直径的一半就可以离开光束。固定凸轮或其他机械或机电装置可以相对于样本面法线向后推动样本支架。该程序还将包括将样本800安装在与样本法线平行的线性平移台上。
60.椭圆屋脊型反射镜708被配置为围绕样本轴802旋转，以在各个测量角下测量样本800的反射率。可以使用移动装置(诸如但不限于机电电机、保持椭圆屋脊型反射镜708的可移动支架、一系列齿轮或旋钮或用于围绕样本轴802旋转椭圆屋脊型反射镜708的任何方便的机械机构)移动椭圆屋脊型反射镜708。
61.在图5所示的说明性实施方式中，椭圆屋脊型反射镜708相对于图4所示的光路的方向的0度基准围绕样本轴802旋转30度角。样本800被放置为样本面在样本轴802处，其中，样本面朝向光源702和检测器712，样本800旋转至期望的入射角。在这种情况下，样本800从光束逆时针旋转15
°
。如图5所示，旋转椭圆屋脊型反射镜708以截获反射光束并且重新定向反射光束以使其第二次反射离开样本800。
62.在图6所示的说明性实施方式中，椭圆屋脊型反射镜708相对于0度基准围绕样本轴802旋转60度角。样本800被放置为样本面在样本轴802处，其中，样本面朝向光源702和检测器712，样本800旋转至期望的入射角。在这种情况下，样本800从光束逆时针旋转30
°
。如图6所示，旋转椭圆屋脊型反射镜708以截获反射光束并且重新定向反射光束以使其第二次
反射离开样本800。
63.椭圆屋脊型反射镜708沿与光源702相同的方向旋转期望的样本入射角的两倍以截获并且返回反射光束。因为这些相对角速率是固定的，所以可以实现两者之间的机械耦合，或对于对准通用性，可以独立地控制旋转运动。
64.在示例性实施方式中，束斑尺寸可以在样本上保持较小，诸如以保持样本尺寸相对较小。光束的占地面积可以随着采样角度的变化而变化。光束占地面积的尺寸是光束直径除以入射角的余弦。保持光束较小使样本尺寸需求最小化。在示例性实施方式中，反射镜系统706和椭圆屋脊型反射镜708将光束聚焦在样本800上的重合束斑处。光束可以会聚在样本800处以减少束斑的占地面积。通过控制反射镜系统706、椭圆屋脊型反射镜708以及样本800的位置定向，可以在100％测量和样本测量期间使用相同的光路和光学组件。该系统用于依次测量样本800、激光功率以及背景电平以补偿源漂移和背景条件。样本测量与100％测量的比率是样本反射率的平方的绝对度量。
65.光阱714用于提供零测量。光阱714可以放置在反射镜系统706中或附近，其将随着反射镜系统706的对应移动截获源输出。例如，第一反射镜715可以旋转使得第一面716面向光阱714。第一反射镜715可以通过电机、手动拨号盘或其他方便的机械机构来移动。在其他各个实施方式中，第一反射镜715可以在其他移动方向上移动，诸如被平移。在其他各个实施方式中，第一反射镜715和第二反射镜717可以移动以允许进行源总功率测量。例如，光束可以从光源702被直接或通过使用第一反射镜715和第二反射镜717引导至检测器712，而不将光束引导至椭圆屋脊型反射器708。源总功率用于补偿随时间变化的任何源漂移。当第一反射镜715返回至正常的操作位置时，可以将光束引导至样本800和椭圆屋脊型反射器708以进行100％水平测量(移除样本)或样本测量(样本在光路上)。
66.第一反射镜715和第二反射镜717可以安装在单个机械装置(电机和支架或其他装置)上或可以安装在单独的机械装置(电机和支架或其他装置)上以移动反射镜715、717。反射镜系统706可以反向旋转以旋转第一反射镜715和第二反射镜717，并且可以机械地耦合以使控制需求最小化或根据需要独立地控制。通过从正常操作位置旋转反射镜系统706的第一反射镜715和第二反射镜717约90
°
可以实现通过使用光阱714提供的源零水平。
67.在其他各个实施方式中，可以在可选偏振器704之前或之后在源输出处引入斩波器。斩波器可以用于从由在镜面可变角度绝对反射计700内散射的光泄露或光引起的背景噪声中提取源和/或检测器信号。
68.在示例性实施方式中，光束从第一反射镜715被引导至样本800，并且会聚在束斑804处。第一面716被成形为形成会聚光束以使光束聚焦在样本800处以形成小直径的束斑。在示例性实施方式中，光束从椭圆形反射器表面726被引导至样本800，并且会聚在束斑804处。椭圆形反射器表面726被成形为形成会聚光束以使光束聚焦在样本800处以形成小直径的束斑。
69.图7是根据用于测量样本800(图9和图10所示)的反射率的示例性实施方式的镜面可变角度绝对反射计700的侧视图。图8是根据用于测量样本800(图9和图10所示)的反射率的示例性实施方式的镜面可变角度绝对反射计700的透视图。以100％反射率测量配置示出了镜面可变角度绝对反射计700。
70.在所示的实施方式中，反射镜系统706包括中心反射镜750，该中心反射镜750包括
第一面752和第二面754。中心反射镜750用于代替第一反射镜715和第二反射镜717(图5和图6所示)。中心反射镜750被定位为接收来自光源(未示出)的光束，并且将光束引导至样本800，并且中心反射镜750被定位为接收来自样本800的光束，并且将光束引导至检测器(未示出)。反射镜移动装置756可以用于移动中心反射镜750，诸如旋转和/或平移中心反射镜750，以控制光束反射方向。
71.镜面可变角度绝对反射计700包括椭圆屋脊型反射镜708，即，第一椭圆屋脊型反射镜708。反射镜系统706包括设置在光路上的第二椭圆屋脊型反射镜760。第二椭圆屋脊型反射镜760具有被配置为反射光束的第二椭圆形反射器表面762。第二椭圆屋脊型反射镜760包括上部764与下部766。第二椭圆形反射器表面762沿着上部764和下部766形成，并且被成形为将光束反射至样本800或反射来自样本800的光束。第二椭圆屋脊型反射镜760用于源光束聚焦(至样本800)和反射光束收集(来自样本800)。
72.中心反射镜750位于椭圆屋脊型反射镜760的凹形内部。中心反射镜750的第一面752被配置为将来自光源702的光反射至第二椭圆形反射器表面762，并且由此反射至样本800。第二椭圆形反射器表面762被配置为将来自样本800的光反射至中心反射镜750。中心反射镜750的第二面754被配置为将来自样本800的光反射至检测器712。
73.第二椭圆形反射器表面762包括第一束斑770和第二束斑772。光束从中心反射镜750的第一面752被引导至第一束斑770。光束从第一束斑770被引导至样本800。光束从样本800被引导至第二束斑772。光束从第二束斑772被引导至中心反射镜750的第二面754。第一束斑770和第二束斑772与限定椭圆形反射器表面762的椭圆的第一焦点774轴向对准。中心反射镜750位于第一焦点774处。样本800与限定椭圆形反射器表面762的椭圆的第二焦点776轴向对准。例如，限定椭圆形反射器表面762的椭圆的第二焦点776与限定椭圆形反射器表面726的椭圆的第二焦点736诸如在样本轴802处对准。限定第一椭圆形反射器表面726和第二椭圆形反射器表面762的两个椭圆在样本的表面(测量点)处具有共同的焦点。椭圆形反射器表面762使光束会聚至样本800处的束斑778。
74.图9示出了根据说明性实施方式的用于样本反射率测量的15度配置的镜面可变角度绝对反射计700。图10示出了根据说明性实施方式的用于样本反射率测量的30度配置的镜面可变角度绝对反射计700。图9和图10示出了布置在样本轴802处的样本800。图9和图10示出了包括第二椭圆屋脊型反射镜760和中心反射镜750的反射镜系统706。
75.椭圆屋脊型反射镜708被配置为围绕样本轴802旋转，以在各个测量角度下测量样本800的反射率。椭圆屋脊型反射镜708旋转到样本800的期望的样本入射角的两倍，以截获并且返回反射光束。图9示出了围绕样本轴802旋转至30度测量定向的椭圆屋脊型反射镜708和围绕样本轴802旋转至对应15度测量定向的样本800。图10示出了围绕样本轴802旋转至60度测量定向的椭圆屋脊型反射镜708和围绕样本轴802旋转至对应30度测量定向的样本800。
76.图11示出了根据说明性实施方式的用于使用镜面可变角度绝对反射计执行样本的绝对反射率测量的方法的流程图。可以改变或更改步骤的顺序，诸如以改变测量的顺序。方法1100可以是使用图4至图10所示以及以下图12所示的任何镜面可变角度绝对反射计可执行的方法。换句话说，多个循环顺序可以用于本文所述的方法以优化测量速度。
77.方法1100可以通过从svaar(镜面可变角度绝对反射计)中移除样本并且验证样本
支架不限制100％光束(操作1102)开始。术语“100％光束”是指不存在样本时的反射计中所采用的光束路径。
78.方法1100还包括使椭圆屋脊型反射器与100％配置对准(操作1104)。术语“100％配置”是指样本不存在于反射计中，因此来自光源的最大可能光将经由反射计中的其他组件到达检测器。
79.可选地，方法1100还包括配置偏振器和分析器(操作1106)。在一些实现方式中，因为偏振器和/或分析器可能不存在，所以该操作被视为是可选的。
80.方法1100还包括将椭圆屋脊型反射器旋转至互补反射角(操作1108)。术语“互补反射角”是指与一旦将样本重新放置到反射镜中，就将样本相对于样本轴放置的角度互补的角度。
81.方法1100还包括测量样本反射器与总光功率(操作1110)。同样，在反射计处于100％配置时进行该操作，使得最大可能光与光功率到达检测器。
82.方法1100还包括使用光阱将激光反射镜配置为0％(操作1112)。光阱吸收来自光源的所有光。该操作的目的是下一操作。具体地，方法1100还包括在检测器处测量反射计内的背景噪声(操作1114)。
83.方法1100还包括将光源、检测器以及椭圆屋脊型反射器配置为100％读取(操作1116)。术语“100％读取”是指在反射计处于100％配置时进行在检测器接收的光的测量。光源可以是诸如激光器(固定波长或可调谐波长)、发光二极管(led)、普通灯泡、实际日光、太阳灯或用于预期应用的任何其他合适的光源的任何数量的光源。
84.方法1100还包括测量100％路径(操作1118)。术语“测量100％路径”是指测量光束在反射计内行进的路径长度。
85.方法1100还包括可选地选择光的波长(操作1120)。因为该操作仅适用于光源是可调谐的，诸如使用可调谐激光器或使用可调谐发光二极管，所以该操作被视为是可选的。
86.方法1100还包括配置用于光源功率漂移测量的光源、检测器以及反射镜系统(操作1122)。该操作的目的是测量在检测器处测量的功率如何随着时间变化，以在进行样本测量时补偿该误差。
87.方法1100还包括在检测器处测量光源总功率(操作1124)。然后，方法1100包括将光源配置为0％配置(操作1126)。同样，方法1100包括测量背景噪声(操作1128)。此时，方法1100包括将100％路径计算为光源总功率与背景补偿的比率(操作1130)。
88.方法1100还包括将样本重新放置到反射计中，并且将样本旋转至期望的入射角(操作1132)。方法1100还包括将反射率计算为100％测量值与背景补偿的比率(操作1134)。该操作是指将在该操作中测量的总反射率与背景补偿和100％测量值进行比较，使得可以尽可能接近地确定样本的实际反射率。具体地，方法1100还包括将绝对反射率计算为反射率除以100％测量值的平方根(操作1136)。
89.方法1100还包括确定是否完成波长测量(操作1138)。如果否，则方法1100返回至操作1108。如果是，或如果跳过操作1120，则过程继续。具体地，然后，方法1100包括确定是否完成偏振(操作1140)。如果否，则方法1100返回至操作1106。如果是，或如果跳过操作1106，则方法1100终止。在示例性实施方式中，对于每次样本测量(角度、偏振、波长)，采集样本反射功率、背景以及激光功率测量。可以在样本测量之前或之后进行100％功率测量、
背景测量以及源功率测量。偏振和波长的每个组合在偏振和波长的每个组合下将具有100％吞吐量(例如，针对背景校正的读数的瓦特/源功率的瓦特)。偏振、波长以及角度的每个组合将具有样本吞吐量(例如，再次针对背景校正的样本读数的瓦特/源功率的瓦特)。
90.方法1100仅是相对于图4至图10描述的反射计的使用的一个示例。其他示例是可能的。因此，方法1100不必限制要求保护的发明。
91.图12示出了根据说明性实施方式的镜面可变角度绝对反射计。镜面可变角度绝对反射计1200是相对于图4至图10示出的变形。
92.镜面可变角度绝对反射计1200包括光源1202。镜面可变角度绝对反射计1200还包括在光源的光路上的反射镜系统1204。反射镜系统1204可以被配置为将来自光源1202的光束反射至光学反射的样本1206。
93.镜面可变角度绝对反射计1200还包括设置在样本1206之后的光路上的椭圆屋脊型反射镜1208。椭圆屋脊型反射镜1208包括沿着椭圆屋脊型反射镜1208的内部的椭圆形反射器表面。椭圆屋脊型反射镜1208被配置为将光束反射回至样本1206。
94.镜面可变角度绝对反射计1200还包括连接至椭圆屋脊型反射镜1208的机构1210。机构1210可以被配置为围绕样本1206的样本轴1211旋转椭圆屋脊型反射镜1208。机构1210可以是电机、支架、微机电装置、齿轮组、旋钮或用于平移和/或旋转椭圆屋脊型反射镜1208的任何其他合适的装置。
95.镜面可变角度绝对反射计1200还包括位于椭圆屋脊型反射镜1208之后的光路上的检测器1212，使得检测器1212接收已经从椭圆屋脊型反射镜1208反射、由此反射回至样本1206、由此反射回至反射镜系统1204、并且由此反射回至检测器1212的光。在示例性实施方式中，反射镜系统1204可以包括具有沿着第二椭圆屋脊型反射镜的内部的椭圆反射器表面的第二椭圆屋脊型反射镜。
96.在另一示例中，光源可以是可调谐激光器。然而，光源可以是用于不同应用的任何合适的光源，包括但不限于固定波长激光器、发光二极管(led)、太阳灯、灯泡、自然太阳光或适合于具体应用的其他光源。
97.在另一示例中，镜面可变角度绝对反射计1200还可以包括设置在光源1202与反射镜系统1204之间的光路上的偏振控制器1214。在有关但不同的示例中，镜面可变角度绝对反射计1200可以额外包括设置在反射镜系统1204与检测器1212之间的光路上的第二偏振控制器1216。
98.第二偏振控制器1216通常可以被称为偏振“分析器”，并且用于确定样本1206的光偏振的旋转或改变。通常，对于给定的输入偏振，第二偏振控制器1216相对于偏振控制器1214在约0度与90度之间旋转。如果样本1206对光的偏振没有影响，则当第二偏振控制器1216与对应于“0”度的偏振控制器1214平行时，检测器1212上将出现最大信号。
99.在不同的说明性实施方式中，反射镜系统1204可以是具有在单个反射镜的第一侧的第一面和在单个反射镜的第二侧的第二面的单个反射镜。在这种情况下，第一面被配置为将来自光源1202的光反射至样本1206，并且第二面被配置为将来自样本1206的光反射至检测器1212。
100.在又一说明性实施方式中，反射镜系统1204可以是第一反射镜和第二反射镜。在这种情况下，第一反射镜被配置为将来自光源1202的光反射至样本1206，并且第二反射镜
被配置为将来自样本1206的光反射至检测器1212。
101.在又一说明性实施方式中，镜面可变角度绝对反射计1200可以包括与反射镜系统相关联的光阱1218。在该上下文中，术语“与
…
相关联”是指光阱设置在光路上，使得当调整反射镜系统1204的位置时或当调整光阱1218的位置时，光阱1218可以截获来自光源1202的光。例如，光阱1218被配置为利用反射镜系统1204的向前移动来截获来自光源1202的光，并且当反射镜系统1204因截获光而缩回时截获从光源1202至检测器1212的直接路径。镜面可变角度绝对反射计1200还可以包括连接至反射镜系统1204的移动系统1220，该移动系统1220被配置为移动反射镜系统1204。
102.在不同的示例中，椭圆屋脊型反射镜1208围绕样本轴1211旋转第一角度，该第一角度约是样本1206围绕样本轴1211旋转的角距离的两倍。在又一示例中，来自样本1206的第一反射与第二反射重合。
103.图13示出了根据说明性实施方式的测量具有样本轴的样本的反射率的方法。方法1300是图11的方法1100的可选方法。使用图4至图10以及图12所示的任何反射计可以实现方法1300。方法1300可以表征为测量具有样本轴的样本的反射率的方法。
104.方法1300包括将来自光源的光束投射至反射镜系统(操作1302)。方法1300还包括，之后，将来自反射镜系统的光束反射至样本，该样本围绕样本轴旋转第一角度(操作1304)。
105.方法1300还包括，之后，将来自样本的光束反射至椭圆屋脊型反射镜，该椭圆屋脊型反射镜围绕样本轴旋转第二角度，第二角度约是第一角度的两倍(操作1306)。椭圆屋脊型反射镜包括沿着椭圆屋脊型反射镜的内部的椭圆形反射器表面。方法1300还包括，之后，将来自椭圆屋脊型反射镜的光束反射回至样本(操作1308)。
106.方法1300还包括，之后，将来自样本的光束反射回至反射镜系统(操作1310)。方法1300还包括，之后，将来自反射镜系统的光束反射至检测器，从而生成修正的光束(操作1312)。方法1300还包括基于由检测器检测到的修正的光束的光学性质来计算样本的反射率(操作1314)。在一个说明性实施方式中，该方法可以之后终止。
107.然而，可以进一步改变方法1300。例如，方法1300还可以包括在计算之前，通过依次测量样本、光源的功率以及背景误差来补偿源漂移和背景引入误差。在另一示例中，方法1300还可以包括：将所测量的占地面积限制为光束的直径除以光束在样本上的入射角的余弦。
108.在又一示例中，方法1300还可以包括：将光束聚焦在检测器处以使信号最大化并且使对准临界度最小化。在又一示例中，方法1300还可以包括：在投射之前，通过使用光源、反射镜系统以及检测器但没有样本测量椭圆屋脊型反射镜的反射率来确定椭圆屋脊型反射镜的100％反射率水平。在这种情况下，计算反射率可以是计算样本的绝对反射率。另外，在计算反射率时，样本的反射率与100％反射率的比率是样本的反射率的平方的绝对度量。
109.其他变形是可能的。例如，在另一变形中，方法1300还可以包括：当反射镜系统因截获源光束而缩回时，利用光阱截获源输出。在又一变形中，方法1300还可以包括：通过使用设置在光源的输出处的斩波器从背景中提取源信号。
110.一些其他变形是可能的。例如，在另一变形中，方法1300还可以包括：使用反射镜系统的第二椭圆屋脊型反射镜反射光束。第二椭圆屋脊型反射镜包括沿着第二椭圆屋脊型
反射镜的内部的第二椭圆形反射器表面。
111.一些其他变形是可能的。因此，参考图13提供的示例不必限制要求保护的发明。
112.图14示出了根据说明性实施方式的使用镜面可变角度绝对反射计的方法。方法1400是图11的方法1100或图13的方法1300的另一变形。通过本文所述的包括图4至图10以及图12所示的任何反射计可以实现方法1400。方法1400可以表征为使用镜面可变角度绝对反射计的方法，该镜面可变角度绝对反射计包括：光源；在光源的光路上的反射镜系统，该反射镜系统被配置为将来自光源的光束反射至光学反射的样本；椭圆屋脊型反射镜，设置在样本之后的光路上，该椭圆屋脊型反射镜被配置为将光束反射回至样本，该椭圆屋脊型反射镜包括沿着椭圆屋脊型反射镜的内部的椭圆形反射器表面；机构，连接至椭圆屋脊型反射镜，该机构被配置为围绕样本的轴旋转椭圆屋脊型反射镜；以及在椭圆屋脊型反射镜之后的光路上的检测器，使得该检测器接收已经从椭圆屋脊型反射镜反射、由此反射回至样本、由此反射回至反射镜系统、并且由此反射回至检测器的光。
113.方法1400包括移除样本并且验证样本支架不限制光束(操作1402)。方法1400还包括使椭圆屋脊型反射镜与100％配置对准(操作1404)。
114.方法1400还包括在检测器处测量信号以形成100％测量值(操作1406)。方法1400还包括在检测器处测量总光源功率(操作1408)。该方法可以包括移动反射镜以在检测器处收集总源功率。
115.方法1400还包括，之后，移动反射镜系统，使得光束被投射到光阱中以中断光源(操作1410)。方法1400还包括，之后，在检测器处测量背景噪声(操作1412)。
116.方法1400还包括，之后，将反射镜系统移回以接收光束(操作1414)。方法1400还包括将样本重新放置到光束的路径上(操作1416)。
117.方法1400还包括将样本旋转至期望的入射角(操作1418)。方法1400还包括将椭圆屋脊型反射镜旋转至互补反射角(操作1420)。
118.方法1400还包括在检测器处测量样本反射以形成测量值(操作1422)。方法1400还包括在检测器处测量总光源功率(操作1424)。该方法可以包括移动反射镜以在检测器处收集总源功率。
119.方法1400还包括，之后，移动反射镜系统，使得光束被投射到光阱中以中断光源(操作1426)。方法1400还包括，之后，在检测器处测量背景噪声(操作1428)。
120.方法1400还包括，之后，将反射镜系统移回以接收光束(操作1430)。方法1400还包括将样本的反射率计算为100％测量值与背景和总光源功率补偿的比率(操作1432)。
121.方法1400还包括将样本的绝对反射率计算为反射率对100％测量值的平方根(操作1434)。在一个说明性实施方式中，该方法可以之后终止。
122.现在转向图15，根据说明性实施方式描绘了数据处理系统的图示。图15中的数据处理系统1500是可以用于实现以上示例中所描述的所检测到的光信号的数据处理的数据处理系统的示例。在该说明性示例中，数据处理系统1500包括通信结构1502，该通信结构1502提供处理器单元1504、存储器1506、永久性存储1508、通信单元1510、输入/输出(i/o)单元1512以及显示器1514之间的通信。
123.处理器单元1504用于执行可以被加载到存储器1506中的软件的指令。该软件可以是关联存储器、内容可寻址存储器或用于实现本文其他地方所述的过程的软件。因此，例
如，加载到存储器1506中的软件可以是用于执行图11的方法1100、图13的方法1300或图14的方法1400的软件。处理器单元1504可以是多个处理器、多处理器内核或某一其他类型的处理器，这取决于具体实现方式。如本文参考项所使用的，数字是指一项或多项。此外，可以使用多个异构处理器系统来实现处理器单元1504，在该异构处理器系统中，主处理器与辅助处理器一起存在于单个芯片上。作为另一说明性示例，处理器单元1504可以是包含相同类型的多个处理器的对称多处理器系统。
124.存储器1506与永久性存储1508是存储装置1516的示例。存储装置是能够在临时基础上和/或永久性基础上存储信息的任何硬件，例如但不限于数据、功能形式的程序代码和/或其他合适的信息。在这些示例中，存储装置1516也可以被称为计算机可读存储装置。在这些示例中，例如，存储器1506可以是随机访问存储器或任何其他合适的易失性或非易失性存储装置。永久性存储1508可以采用各种形式，这取决于具体实现方式。
125.例如，永久性存储1508可以包含一个或多个组件或者装置。例如，永久性存储1508可以是硬盘驱动器、闪存、可重写光盘、可重写磁带或以上的一些组合。永久性存储1508使用的介质也可以是可移动的。例如，可移动硬盘驱动器可以用于永久性存储1508。
126.在这些示例中，通信单元1510提供与其他数据处理系统或装置的通信。在这些示例中，通信单元1510是网络接口卡。通信单元1510可以通过使用物理和无线通信链路中的一种或两种来提供通信。
127.输入/输出(i/o)单元1512允许利用可以连接至数据处理系统1500的其他装置输入和输出数据。例如，输入/输出(i/o)单元1512可以通过键盘、鼠标和/或一些其他合适的输入装置为用户输入提供连接。此外，输入/输出(i/o)单元1512可以将输出发送至打印机。显示器1514提供向用户显示信息的机制。
128.用于操作系统、应用和/或程序的指令可以位于通过通信结构1502与处理器单元1504通信的存储装置1516中。在这些说明性示例中，指令以功能形式存在于永久性存储1508上。这些指令可以被加载到存储器1506中供处理器单元1504执行。可以由处理器单元1504使用可以位于诸如存储器1506的存储器中的计算机实现指令来执行不同实施方式的过程。
129.这些指令被称为可以由处理器单元1504中的处理器读取并且执行的程序代码、计算机可用程序代码或计算机可读程序代码。可以将不同实施方式中的程序代码体现在不同的物理或计算机可读存储介质(诸如存储器1506或永久性存储1508)上。
130.程序代码1518以功能形式位于可选择性地移除的计算机可读介质1520上并且可以被加载到或转移至数据处理系统1500供处理器单元1504执行。在这些示例中，程序代码1518和计算机可读介质1520形成计算机程序产品1522。在一个示例中，计算机可读介质1520可以是计算机可读存储介质1524或计算机可读信号介质1526。例如，计算机可读存储介质1524可以包括被插入或放置到作为永久性存储1508的一部分的驱动器或其他装置中的光盘或磁盘，以便转移到作为永久性存储1508的一部分的诸如硬盘驱动器的存储装置上。计算机可读存储介质1524还可以采用连接至数据处理系统1500的永久性存储的形式，诸如硬盘驱动器、拇指驱动器或闪存。在一些实例中，计算机可读存储介质1524不可以从数据处理系统1500中移除。
131.可选地，可以使用计算机可读信号介质1526将程序代码1518转移至数据处理系统
1500。例如，计算机可读信号介质1526可以是包含程序代码1518的传播数据信号。例如，计算机可读信号介质1526可以是电磁信号、光学信号和/或任何其他合适类型的信号。这些信号可以通过诸如无线通信链路、光纤电缆、同轴电缆、电线和/或任何其他合适类型的通信链路的通信链路传输。换句话说，在说明性示例中，通信链路和/或连接可以是物理或无线的。
132.在一些示例中，程序代码1518可以通过计算机可读信号介质1526从另一装置或数据处理系统经由网络下载至永久性存储1508以在数据处理系统1500内使用。例如，可以通过网络将存储在服务器数据处理系统的计算机可读存储介质中的程序代码从服务器下载至数据处理系统1500。提供程序代码1518的数据处理系统可以是服务器计算机、客户端计算机或能够存储并且传输程序代码1518的一些其他装置。
133.用于数据处理系统1500所示的不同组件并不旨在对其中可以实现不同实施方式的方式提供架构限制。可以以包括除了用于数据处理系统1500所示的这些组件之外或取代用于数据处理系统1500所示的这些组件的组件的数据处理系统实现不同的示例。图15所示的其他组件可以与所示的说明性示例不同。可以使用能够运行程序代码的任何硬件装置或系统来实现不同的实施方式。作为一个示例，数据处理系统可以包括与无机组件集成的有机组件和/或可以完全由排除人类的有机组件组成。例如，存储装置可以包括有机半导体。
134.在另一说明性示例中，处理器单元1504可以采用具有针对具体使用而制造或配置的电路的硬件单元的形式。该类型的硬件可以执行操作而无需将程序代码从被配置为执行操作的存储装置加载到存储器中。
135.例如，当处理器单元1504采用硬件单元的形式时，处理器单元1504可以是电路系统、专用集成电路(asic)、可编程逻辑装置或被配置为执行多个操作的一些其他合适类型的硬件。利用可编程逻辑装置，装置被配置为执行多个操作。该装置可以在稍后的时间被重新配置或可以被永久地配置为执行多个操作。例如，可编程逻辑装置的示例包括可编程逻辑阵列、可编程阵列逻辑、现场可编程逻辑阵列、现场可编程门阵列以及其他合适的硬件装置。因为以硬件单元实现不同实施方式的过程，所以利用这种类型的实现方式可以省略程序代码1518。
136.在又一说明性示例中，可以使用在计算机和硬件单元中找到的处理器的组合来实现处理器单元1504。处理器单元1504可以具有被配置为运行程序代码1518的多个硬件单元和多个处理器。利用该描述的示例，可以以多个硬件单元实现一些过程，而可以以多个处理器实现其他过程。
137.作为另一示例，数据处理系统1500中的存储装置是可以存储数据的任何硬件设备。存储器1506、永久性存储1508以及计算机可读介质1520是有形形式的存储装置的示例。
138.在另一示例中，总线系统可以用于实现通信结构1502并且可以包括一个或多个总线，诸如系统总线或输入/输出总线。当然，可以使用提供附接至总线系统的不同组件或装置之间的数据传输的任何合适类型的架构来实现总线系统。另外，通信单元可以包括用于传送和接收数据的一个或多个装置，诸如调制解调器或网络适配器。此外，例如，存储器可以是诸如在可以存在于通信结构1502中的接口和存储控制器集线器中找到的存储器1506或高速缓存。
139.数据处理系统1500还可以包括关联存储器。关联存储器可以与通信结构1502通
信。关联存储器还可以与存储装置1516通信或在一些示例中被视为是存储装置1516的一部分。尽管示出了一个关联存储器，但是可以存在额外的关联存储器。
140.如本文所使用的，术语“关联存储器”是指多个数据和多个数据之间的多个关联。可以将多个数据和多个关联存储在非易失性计算机可读存储介质中。可以将多个数据收集到关联的分组中。除了多个数据之间的直接关联之外，关联存储器可以被配置为至少基于多个数据之间的间接关系来进行查询。因此，关联存储器可以被配置为仅基于直接关系、至少仅基于间接关系以及基于直接关系和至少间接关系的组合来进行查询。关联存储器可以是内容可寻址存储器。
141.因此，关联存储器可以表征为多个数据和多个数据之间的多个关联。可以将多个数据收集到关联的组中。此外，关联存储器可以被配置为基于选自包括直接关系和至少间接关系的组或除了多个数据之间的直接相关性之外的多个数据之间的至少一个关系来进行查询。关联存储器还可以采用软件的形式。因此，关联存储器还可以被视为是将信息收集到关联的组中以便基于关系而不是直接相关性获得新见解的的过程。关联存储器还可以采用诸如专用处理器或现场可编程门阵列的硬件的形式。
142.如本文所使用的，术语“实体”是指具有不同的、单独存在的对象，尽管这种存在不必是物质存在。因此，可以将抽象和合法构造视为实体。如本文所使用的，实体不必是动画。关联存储器与实体一起工作。
143.不同的示例可以采用完全硬件实施方式、完全软件实施方式或包含硬件和软件元件两者的实施方式的形式。以包括但不限于诸如例如固件、常驻软件以及微代码的形式的软件实现一些实施方式。
144.此外，不同的实施方式可以采用计算机可用介质或计算机可读介质可访问的计算机程序产品的形式，该计算机可用介质或计算机可读介质提供供执行指令的计算机或任何装置或系统使用或者与其结合使用的程序代的。出于本公开的目的，计算机可用介质或计算机可读介质通常可以是可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、设备或装置使用或者与其结合使用的任何有形设备。
145.计算机可用介质或计算机可读介质可以是例如但不限于电子、磁性、光学、电磁、红外或半导体系统或传播介质。计算机可读介质的非限制性示例包括半导体或固态存储器、磁带、可移动计算机磁盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、硬磁盘以及光盘。光盘可以包括压密盘
‑
只读存储器(cd
‑
rom)、压密盘
‑
读/写(cd
‑
r/w)以及dvd。
146.此外，计算机可用介质或计算机可读介质可以包含或存储计算机可读程序代码或计算机可用程序代码，使得当在计算机上执行计算机可读程序代码或计算机可用程序代码时，该计算机可读程序代码或计算机可用程序代码的执行使计算机通过通信链路传输另一计算机可读程序代码或计算机可用程序代码。该通信链路可以使用例如但不限于物理或无线的介质。
147.适合于存储和/或执行计算机可读程序代码或计算机可用程序代码的数据处理系统包括通过诸如系统总线的通信结构而直接或间接耦接至存储器元件的一个或多个处理器。存储器元件可以包括在程序代码的实际执行期间所采用的本地存储器、大容量存储器以及高速缓存存储器，该高速缓存存储器提供至少一些计算机可读程序代码或计算机可用程序代码的临时存储来减少在执行代码期间从大容量存储器检索代码的次数。
148.输入/输出或i/o装置可以直接或通过中间i/o控制器耦接至系统。这些装置可以包括例如但不限于键盘、触摸屏显示器以及指示装置。不同的通信适配器还可以耦接至系统，以使得数据处理系统能够通过中间专有或公共网络而变得耦接至其他数据处理系统或远程打印机或存储装置。调制解调器和网络适配器的非限制性示例仅是当前可用类型的通信适配器中几种。
149.已经出于说明和描述的目的呈现了不同示例的描述，并且不同示例的描述并不旨在穷尽或局限于所公开形式的实施方式。许多修改和变形对本领域普通技术人员是显而易见的。此外，与其他示例相比，不同示例可以提供不同的特征。选择并且描述所选择的一个或多个实施方式，以便最好地解释实施方式的原理、实际应用，并且使得本领域普通技术人员能够理解具有适合于预期用途的各种修改的各个实施方式的公开内容。
150.应当理解，上述描述旨在是说明性、而非限制性。例如，可以结合彼此使用上述所述实施方式(和/或其方面)。另外，在不偏离其范围的情况下，可以做出许多改造来适配本发明的教导的具体情形或材料。此处所述的尺度、材料类型、各个组件的方位、以及各个组件的数量与位置旨在限定特定实施方式的参数并且不得通过任何方式进行限制并且仅是示例性的实施方式。在审阅上述描述时，权利要求的实质与范围内的许多其他实施方式与改造对本领域技术人员显而易见。因此，应参考所附权利要求以及与赋予权利的该权利要求等同的全部范围来确定本发明的范围。在所附权利要求中，使用术语“包括(including)”和“其中(in which)”作为相应术语“包括(comprising)”和“其中(wherein)”的纯英文等同物。而且，在下列权利要求中，仅使用术语“第一”、“第二”、以及“第三”等作为标记并且并不旨在对其他对象施加数字性的要求。
151.此外，本公开包括根据以下项的示例：
152.项1：一种镜面可变角度绝对反射计，包括：
153.光源；
154.在光源的光路上的反射镜系统，该反射镜系统被配置为将来自光源的光束反射至光学反射的样本；
155.椭圆屋脊型反射镜，设置在样本之后的光路上，该椭圆屋脊型反射镜具有被配置为将光束反射回至样本的椭圆形反射器表面；
156.机构，连接至椭圆屋脊型反射镜，该机构被配置为围绕样本的轴旋转椭圆屋脊型反射镜；以及
157.在光路上的检测器，被配置为接收来自光路的光。
158.项2：根据项1的镜面可变角度绝对反射计，其中，椭圆屋脊型反射镜包括上部和下部，椭圆形反射器表面在上部与下部之间面向样本是凹入的。
159.项3：根据项1的镜面可变角度绝对反射计，其中，椭圆形反射器表面包括第一束斑和第二束斑，光束从样本被引导至第一束斑，光束从第一束斑被引导至第二束斑，光束从第二束斑被引导回至样本，第一束斑和第二束斑与限定椭圆形反射器表面的椭圆的第一焦点轴向对准，样本与限定椭圆形反射器表面的椭圆的第二焦点轴向对准。
160.项4：根据项1的镜面可变角度绝对反射计，其中，反射镜系统包括设置在光路上的第二椭圆屋脊型反射镜，该第二椭圆屋脊型反射镜具有被配置为反射光束的第二椭圆形反射器表面，反射镜系统包括中心反射镜，该中心反射镜具有在中心反射镜的第一侧的第一
面和在中心反射镜的第二侧的第二面，其中，第一面被配置为将来自光源的光反射至第二椭圆形反射器表面并且由此反射至样本，其中，第二椭圆形反射器表面被配置为将来自样本的光反射至中心反射镜，并且其中，第二面被配置为将来自样本的光反射至检测器。
161.项5：根据项4的镜面可变角度绝对反射计，其中，第二椭圆形反射器表面包括第一束斑和第二束斑，光束从中心反射镜的第一侧被引导至第一束斑，光束从第一束斑被引导至样本，光束从样本被引导至第二束斑，光束从第二束斑被引导至中心反射镜的第二面，第一束斑和第二束斑与限定第二椭圆形反射器表面的椭圆的第一焦点轴向对准，样本与限定第二椭圆形反射器表面的椭圆的第二焦点轴向对准。
162.项6：根据项1的镜面可变角度绝对反射计，其中，椭圆形反射器表面在样本处使光束会聚成束斑。
163.项7：根据项1的镜面可变角度绝对反射计，其中，光源包括可调谐激光器。
164.项8：根据项1的镜面可变角度绝对反射计，进一步包括偏振控制器，其设置在光源与反射镜系统之间的光路上。
165.项9：根据项8的镜面可变角度绝对反射计，进一步包括第二偏振控制器，其设置在反射镜系统与检测器之间的光路上。
166.项10：根据项1的镜面可变角度绝对反射计，其中，反射镜系统包括单个反射镜，单个反射镜具有在单个反射镜的第一侧上的第一面和在单个反射镜的第二侧上的第二面，其中，第一面被配置为将来自光源的光反射至样本，并且其中，第二面被配置为将来自样本的光反射至检测器。
167.项11：根据项1的镜面可变角度绝对反射计，其中，反射镜系统包括第一反射镜和第二反射镜，其中，第一反射镜被配置为将来自光源的光反射至样本，并且其中，第二反射镜被配置为将来自样本的光反射至检测器。
168.项12：根据项1的镜面可变角度绝对反射计，进一步包括：
169.与反射镜系统相关联的光阱，该光阱被配置为利用反射镜的向前移动来截获来自光源的光，并且当反射镜系统因截获光而缩回时截获从光源至检测器的直接路径；以及
170.移动系统，连接至反射镜系统并且被配置为移动反射镜系统。
171.项13：根据项1的镜面可变角度绝对反射计，其中，椭圆屋脊型反射镜以第一角度围绕样本轴旋转，第一角度约是样本围绕样本轴旋转的角距离的两倍。
172.项14：根据项1的镜面可变角度绝对反射计，其中，来自样本的第一反射和第二反射重合。
173.项15：一种测量具有样本轴的样本的反射率的方法，该方法包括：
174.将来自光源的光束投射至反射镜系统投射；
175.之后，将来自反射镜系统的光束反射至样本，该样本围绕样本轴旋转第一角度；
176.之后，将来自样本的光束反射至椭圆屋脊型反射镜，该椭圆屋脊型反射镜具有椭圆形反射器表面，椭圆屋脊型反射镜围绕样本轴旋转第二角度，第二角度约是第一角度的两倍；
177.之后，将来自椭圆屋脊型反射镜的椭圆形反射器表面的光束反射回至样本；
178.之后，将来自样本的光束反射回至反射镜系统；
179.之后，将来自反射镜系统的光束反射至检测器，从而生成修正的光束；并且
180.基于由检测器检测到的修正的光束的光学性质来计算样本的反射率。
181.项16：根据项15的方法，进一步包括：在计算之前，通过依次测量样本、光源的功率以及背景误差来补偿源漂移和背景引入误差。
182.项17：根据项15的方法，进一步包括：将所测量的占地面积限制为光束的直径除以光束在样本上的入射角的余弦。
183.项18：根据项15的方法，进一步包括：将光束聚焦在检测器处以使信号最大化并且使对准临界度最小化。
184.项19：根据项15的方法，进一步包括：在投射之前，通过使用光源、反射镜系统以及检测器但没有样本测量椭圆屋脊型反射镜的反射率来确定椭圆屋脊型反射镜的100％反射率水平。
185.项20：根据项19的方法，其中，计算反射率包括：计算样本的绝对反射率。
186.项21：根据项20的方法，其中，在计算反射率时，样本的反射率与100％反射率的比率是样本的反射率的平方的绝对度量。
187.项22：根据项15的方法，进一步包括：当反射镜系统因截获源光束而缩回时，利用光阱截获来自光源的输出。
188.项23：一种使用镜面可变角度绝对反射计的方法，该镜面可变角度绝对反射计包括：光源；在光源的光路上的反射镜系统，该反射镜系统被配置为将来自光源的光束反射至光学反射的样本；椭圆屋脊型反射镜，设置在样本之后的光路上，该椭圆屋脊型反射镜具有被配置为将光束反射回至样本的椭圆形反射器表面；机构，连接至椭圆屋脊型反射镜，该机构被配置为围绕样本的轴旋转椭圆屋脊型反射镜；以及在椭圆屋脊型反射镜之后的光路上的检测器，使得该检测器接收已经从椭圆屋脊型反射镜反射、由此反射回至样本、由此反射回至反射镜系统、并且由此反射回至检测器的光，该方法包括：
189.移除样本并且验证样本支架不限制光束；
190.使椭圆屋脊型反射镜与100％配置对准；
191.在检测器处测量信号以形成100％测量值；
192.在检测器处测量总光源功率；
193.之后，移动反射镜系统，使得光束被投射到光阱中以中断光源；
194.之后，在检测器处测量背景噪声；
195.之后，将反射镜系统移回以接收光束；
196.将样本重新放置到光束的路径上；
197.将样本旋转至期望的入射角；
198.将椭圆屋脊型反射镜旋转至互补反射角；
199.在检测器处测量样本反射以形成测量值；
200.在检测器处测量总光源功率；
201.之后，移动反射镜系统，使得光束被投射到光阱中以中断光源；
202.之后，在检测器处测量背景噪声；
203.之后，将反射镜系统移回以接收光束；
204.将样本的反射率计算为100％测量值与背景补偿的比率；并且
205.将样本的绝对反射率计算为反射率对100％测量值的平方根。