反射率和透射率,積分球的較大用途是測量漫射或散射材料的反射率和透射率。該測量方法簡單,可定量表征材料(如薄膜,建筑玻璃,混濁液體)。在反射率測量中,樣品和參考材料安裝在樣品端口的外部。積分球用于收集和集成總反射輻射度,為擋板探測器提供信號。在透射率測量中,安裝在積分球壁上的樣品由球體外的光源照射。然后,樣品接收到的輻射度被部分反射、部分透射和部分吸收。積分球收集并集成透射組件,向擋板探測器提供信號。在光學(xué)成像系統(tǒng)中,積分球起到了關(guān)鍵的光源調(diào)節(jié)作用。可變光譜輸出均勻光源模擬器
反射率和透射率的測量:積分球可用于測量物體的反射率和透射率。通過將待測物體放置在積分球的出光口處,可以測量出該物體的反射光和透射光的比例,從而得到其反射率和透射率。色度測量:積分球可用于測量物體的顏色。通過測量待測物體在各種波長下的反射光的強(qiáng)度,可以得出該物體的顏色特性。均勻照明:積分球也可用作均勻照明器,為需要均勻照明的場所提供照明??偟膩碚f,積分球是一種非常有用的光學(xué)器件,普遍應(yīng)用于光源測試、顏色測量、光學(xué)測量等領(lǐng)域。A光源均勻光源應(yīng)用積分球的使用,極大地提高了光學(xué)測量的效率和準(zhǔn)確性。
積分球(Integrating sphere)又稱為光通球、光度球,是一個中空的完整球殼。積分球多由金屬資料制成,內(nèi)壁涂白色高漫反射層(通常是氧化鎂或硫酸鋇),且球內(nèi)壁各點漫射均勻。也有積分球采用高反射高分子資料制成,例如Spectralon資料。光源在球壁上任意一點上發(fā)生的光照度是由屢次反射光發(fā)生的光照度疊加而成的。這樣,進(jìn)入積分球的光經(jīng)過內(nèi)壁涂層屢次反射,在內(nèi)壁上構(gòu)成均勻照度。積分球常用于測驗光源的光通量、色溫、光效等參數(shù),也可用于丈量物體的反射率和透過率等。
積分球的擋光板,光源通常放在球中心,擋光板介于燈與窗口之間,擋屏的作用是使燈發(fā)出的光線不能直接到達(dá)球壁AB處,同時球壁ED處的漫反射光線也不能直接經(jīng)過窗口而射向光探測器。為了使光探測的測量值準(zhǔn)確并接近人眼視覺函數(shù),除要求探測器具有良好的線性響應(yīng)之外,還需要在前面加裝V(λ)濾光器。光學(xué)(optics),是研究光(電磁波)的行為和性質(zhì),以及光和物質(zhì)相互作用的物理學(xué)科。傳統(tǒng)的光學(xué)只研究可見光,現(xiàn)代光學(xué)已擴(kuò)展到對全波段電磁波的研究。光是一種電磁波,在物理學(xué)中,電磁波由電動力學(xué)中的麥克斯韋方程組描述;同時,光具有波粒二象性,需要用量子力學(xué)表達(dá)。積分球為科學(xué)家提供了一個強(qiáng)大的工具,助力人類探索自然界的規(guī)律。
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)計應(yīng)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(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,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?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。積分球的形狀和尺寸可以根據(jù)具體需求進(jìn)行定制??勺児庾V輸出均勻光源模擬器
積分球在物理學(xué)中,是研究物質(zhì)分布、電場、磁場的重要工具??勺児庾V輸出均勻光源模擬器
積分球內(nèi)部涂層的選擇:在選擇積分球時,漫反射涂層的選擇非常重要,漫反射涂層或材料的反射率——越高越好。“更高的反射率意味著光在被吸收之前在球體內(nèi)有更多的反射,”Labsphere銷售和營銷副總裁Peter Weitzman說,“因此集成度更好,測量精度也更好?!甭瓷渫苛蠂娡糠绞酵ǔ0▏婌F式或粉末式。積分球內(nèi)部噴涂哪種漫反射涂層,取決于系統(tǒng)使用環(huán)境,以及使用積分球測試的波段范圍。針對極l端條件或者小積分球,燒結(jié)聚四氟乙烯(PTFE或Teflon)提供非常好的性能。例如Labsphere的Spectralon EPV漫反射材料可用于深紫外、極l端物理和真空中。典型的硫酸鋇涂層,盡管也可在近紫外和紅外使用,但主要用于可見光波段范圍。鍍金漫反射涂層主要應(yīng)用于NIR-MIR波段范圍。每種漫反射涂層的較佳使用波段范圍和概述詳見生產(chǎn)商的網(wǎng)站發(fā)布內(nèi)容。可變光譜輸出均勻光源模擬器