這種輻射度交換一次又一次地發(fā)生,直到它在空間上整合。入射到整個積分球體表面的總通量的n次反射的交換可以用冪級數(shù)來建模,并簡化為一個簡單的輻射方程:式中Φ為入射到積分球內的光,As為積分球壁面積,p為積分球壁反射率,f為開口端口面積占比。簡化的輻射度方程可用于模擬光和LED測量應用的光學效率。這些應用包括用于激光表征的光學衰減,進入光纖或安裝在積分球體上的探測器表面的通量,用于圖像傳感器的光譜輻射度和用于非成像光學傳感傳感器的光譜輻照度,或積分球體應用所需的其他許多輻射和光度參數(shù)。積分球內光源的均勻性對于實驗結果至關重要。LED均勻光源測試方法
由于積分球較常用于穩(wěn)態(tài)條件下,隨著積分球涂層反射率的增加和開口端口面積比例的減小,產(chǎn)生穩(wěn)態(tài)輻射度的反射次數(shù)越多。因此,積分球設計應嘗試優(yōu)化這兩個參數(shù),以獲得較佳的輻射通量空間積分。圖2是一個機器人成像系統(tǒng)的圖像,用于通過積分球參考端口映射空間均勻性。涂層,在為積分球選擇涂層時,必須考慮兩個因素:反射率和耐久性。例如,如果有足夠的光線,并且積分球將在可能導致積分球收集污垢或灰塵的環(huán)境中使用,則耐久性和可清洗的涂層是您的理想選擇。積分球內部裝置,包括擋板、燈具和燈座,會吸收輻射源的部分能量,降低球體的空間均勻性。通過在所有可能的表面上使用高反射漫反射涂層,可以改善空間均勻性的降低。光學Helios標準光源高光譜成像積分球的概念,源自古希臘數(shù)學家阿基米德,他通過積分球體積求解球體表面積。
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(jīng)球內多次反射后,在球壁產(chǎn)生的輻射照度與樣品及球內初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(chǎn)生兩個輸出信號,其比值即為樣品反射比的一定測量。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之比值,因此給出反射比的相對測量。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(jīng)多次反射后,使球壁成為一個理想的漫射光源。將探測器一次對準樣品和球壁某部位測量,其比值就是樣品的反射比。
由于積分球較常用于穩(wěn)態(tài)條件下,隨著積分球涂層反射率的增加和開口端口面積比例的減小,產(chǎn)生穩(wěn)態(tài)輻射度的反射次數(shù)越多。因此,積分球設計應嘗試優(yōu)化這兩個參數(shù),以獲得較佳的輻射通量空間積分。圖2是一個機器人成像系統(tǒng)的圖像,用于通過積分球參考端口映射空間均勻性。涂層,在為積分球選擇涂層時,必須考慮兩個因素:反射率和耐久性。例如,如果有足夠的光線,并且積分球將在可能導致積分球收集污垢或灰塵的環(huán)境中使用,則耐久性和可清洗的涂層是您的理想選擇。積分球內的光源經(jīng)過多次反射,形成了均勻的光照環(huán)境。
顯然,積分球球體肯定是越圓越好,這樣就更能保證光線在其內部的每次反射都有不同路徑,更易使光均勻。對于積分球球壁上開有2π測量口的球體,當采用4π方法測量時,其開口的擋板比較好的設計方法是擋板和球體有相同的球面度,這樣當用擋板封貼在開口處時,擋板和球體可以形成一個完整的球面,對于光線的散射基本不造成影響。顯然,有的積分球采用平面擋板封貼于2π開口處,這樣就嚴重破壞了球體的球面度,進而影響光線散射的均勻性。特別是當2π開口比較大時,這種影響就更加明顯。積分球的應用,為光學測量領域帶來了更高的測量精度。LED均勻光源測試方法
積分球在藝術領域,如雕塑、建筑設計中,也具有極高的價值。LED均勻光源測試方法
積分:1.理想積分球原理,理想積分球的條件:A、積分球地內表面為一完整地幾何球面,半徑處處相等;B、球內壁是中性均勻漫射面,對于各種波長的入射光線具有相同的漫反射比;C、球內沒有任何物體,光源也看作只發(fā)光而沒有實物的抽象光源。2.影響積分球測量精度的因素:A、球內壁是均勻的理想漫射層,服從朗伯定則;B、球內壁各點的反射率相等;C、球內壁白色涂層的漫射是中性的;D、球半徑處處相等,球內除燈外無其他物體存在;E、窗口材料是中性的,其E符合照度的余弦定則,實際情況與理想條件不符合會帶來測量誤差,故需修正。LED均勻光源測試方法