積分球的作用是對輻射通量進(jìn)行空間積分。針對特定應(yīng)用,定制設(shè)計(jì)積分球時(shí),了解積分球的工作原理非常重要。積分球理論是研究漫射表面內(nèi)的輻射交換原理的一種理論方法。盡管積分球理論的基礎(chǔ)理論可能看起來復(fù)雜,但實(shí)際上有許多簡便易行的方法和技巧可以幫助您理解和學(xué)習(xí)。這個(gè)概念可以簡述為:積分球表面兩個(gè)區(qū)域之間的輻射度交換與視角和表面之間的距離無關(guān),即積分球壁上任何一點(diǎn)接收到的通量的比例對于積分球壁上任何其他輻射點(diǎn)都是相同的。積分球與概率論相結(jié)合,可以研究隨機(jī)粒子在球體內(nèi)的分布規(guī)律。Spectra-PT亮度可調(diào)Helios標(biāo)準(zhǔn)光源量子效率
積分球是一個(gè)內(nèi)壁涂有白色漫反射材料的空腔球體,又稱光度球,光通球等。球內(nèi)壁上涂以理想的漫反射材料,也就是漫反射系數(shù)接近于1的材料。常用的材料是PTFE或硫酸鋇,將它和膠質(zhì)粘合劑混合均勻后,噴涂在內(nèi)壁上。光線由輸入孔入射后,光線在此球內(nèi)部被均勻的反射及漫射,因此輸出孔所得到的光線為相當(dāng)均勻的漫射光束。而且入射光的入射角度、空間分布、及極化皆不會對輸出的光束強(qiáng)度及均勻度造成影響。也因?yàn)楣饩€經(jīng)過積分球內(nèi)部的積分后才射出,因此積分球亦可當(dāng)作一光強(qiáng)度衰減器。其輸出強(qiáng)度與輸入強(qiáng)度比約為:光輸出孔的面積/積分球內(nèi)部的表面積。Spectra-PT亮度可調(diào)Helios標(biāo)準(zhǔn)光源量子效率積分球內(nèi)的光源經(jīng)過處理,可以模擬不同的光照條件。
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(shè)計(jì)應(yīng)嘗試優(yōu)化這兩個(gè)參數(shù),以獲得較佳的輻射通量空間積分。圖2是一個(gè)機(jī)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(shí),必須考慮兩個(gè)因素:反射率和耐久性。例如,如果有足夠的光線,并且積分球?qū)⒃诳赡軐?dǎo)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(nèi)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。
將待測樣品置于球壁或球心,把光束引入球內(nèi),并依次照射樣品和球內(nèi)壁的高漫反射涂層(或已知反射比的標(biāo)準(zhǔn)反射體),從樣品及球內(nèi)壁反射的光束,經(jīng)球內(nèi)多次反射后,在球壁產(chǎn)生的輻射照度與樣品及球內(nèi)初次被照面的反射比有關(guān)。在球內(nèi)壁另一位置的探測器將分別產(chǎn)生兩個(gè)輸出信號,其比值即為樣品反射比的一定測量。若用標(biāo)準(zhǔn)反射體,則探測器的兩個(gè)輸出信號比就是樣品與標(biāo)準(zhǔn)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(nèi)(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(jìn)入球內(nèi)的光束經(jīng)多次反射后,使球壁成為一個(gè)理想的漫射光源。將探測器一次對準(zhǔn)樣品和球壁某部位測量,其比值就是樣品的反射比。積分球在光學(xué)領(lǐng)域,如光纖通信、激光傳輸?shù)确矫?,具有重要意義。
色參數(shù):1、顯色參數(shù),物體用該光源照明和用標(biāo)準(zhǔn)光源照明時(shí),其顏色符合程度的量度稱為顯色參數(shù);顯色參數(shù)值越大越好,較大為100,符號Ra。顯色參數(shù)可以反映光源能否正確呈現(xiàn)物體的顏色。2、黑體,對于任何波長的輻射,都能夠完全吸收,并且具有較大輻射本領(lǐng)的物體稱為黑體。3、色容差,色容差反映出該熒光燈的色坐標(biāo)與目標(biāo)坐標(biāo)之間的偏離程度;兩者之間距離越遠(yuǎn),說明該熒光燈的色容差越大;反之,則越小。4、色溫,一定黑體在某一溫度發(fā)出的輻射光與所在測試光源的輻射光具有相同的色品時(shí),此溫度稱為該光源的色溫,符號為Tc,單位為K。積分球在工程領(lǐng)域,如流體力學(xué)、熱傳導(dǎo)等領(lǐng)域,發(fā)揮著重要作用。遼寧積分球原理
積分球的形狀通常是球形,但也可以根據(jù)需要制成其他形狀,如橢球形。Spectra-PT亮度可調(diào)Helios標(biāo)準(zhǔn)光源量子效率
擋板,一般來說,進(jìn)入積分球的光不應(yīng)直接照射探測器元件或探測器收集直接反射率的球壁區(qū)域。為了達(dá)到這一目的,在積分球設(shè)計(jì)中經(jīng)常使用擋板。然而,由于該裝置不是一個(gè)完美的積分球,擋板會導(dǎo)致測試結(jié)果不準(zhǔn)確。入射到擋板上的光不能均勻地照亮積分球的其余部分。建議在球體設(shè)計(jì)中盡量減少擋板的數(shù)量。應(yīng)用,任何應(yīng)用的積分球的設(shè)計(jì)都涉及一些基本參數(shù)。這些包括基于積分球端口開口和外部設(shè)備的數(shù)量和尺寸選擇較佳積分球直徑。在選擇積分球內(nèi)部涂層的過程中,應(yīng)考慮光譜范圍和性能要求。還應(yīng)考慮使用擋板來控制入射輻射度和探測器視場,以及使用輻射度測量模型來確定積分球與探測系統(tǒng)的耦合效率。Spectra-PT亮度可調(diào)Helios標(biāo)準(zhǔn)光源量子效率