積分球球體倍增因子對表面反射率極為敏感。選擇漫反射涂層或材料會對給定設(shè)計的輻射度產(chǎn)生很大影響(如圖3所示)。所示的兩種涂層都具有高反射率,在350至1350 nm范圍內(nèi)的反射率超過95%。因此,對于相同的積分球,人們可能預(yù)期不會有明顯的輻射度增加。然而,輻射度的相對增加大于反射率的相對增加,其系數(shù)等于球體倍增因子。雖然其中一種涂層在一定波長范圍內(nèi)比另一種提供2%到15%的反射率增加,但相同的積分球設(shè)計將導(dǎo)致輻射度增加40%至240%。較大的增加發(fā)生在1400納米以上的近紅外光譜區(qū)域。積分球的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大,為光學(xué)測量提供了更多可能性。光譜輻照度積分球應(yīng)用
積分球,積分球原理:由于球體內(nèi)整涂有白色漫反射材料的空腔球體,球壁上開有采樣口,當(dāng)待測樣品光源進(jìn)入積分球的光經(jīng)過內(nèi)壁涂層多次反射,在內(nèi)壁上形成均勻照度,可用于測試光源的光通量,色溫,光效等參數(shù)。功能:測試光源的光通量,色溫,光效等參數(shù),均勻光源。檢測對象:各種燈具 (LED等光源、激光光源等)。積分球均勻光系統(tǒng)的主要目的是定標(biāo),標(biāo)準(zhǔn)型積分球,用戶可以根據(jù)需求選擇積分球的尺寸、開口大小等??梢耘渲枚喾N光學(xué)配件:光源、PD探測器、濾光片、縮孔器、光纖接口件、準(zhǔn)直鏡頭組件等,滿足光譜輻射校準(zhǔn)、光通量校準(zhǔn)、透射反射等各種光學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用。光譜輻照度積分球應(yīng)用積分球在藝術(shù)領(lǐng)域,如雕塑、建筑設(shè)計中,也具有極高的價值。
如果積分球被用作光源以提供大而均勻的出光面,那么也可能需要大直徑的積分球。這是因為在這種情況下,積分球的尺寸將直接影響到光的散射和反射效果,以及光場的均勻性。為了達(dá)到理想的測量效果,需要根據(jù)實際應(yīng)用場景選擇合適的積分球直徑。Greg McKee是美國***制造積分球的Labsphere公司的系統(tǒng)業(yè)務(wù)部門主管,回復(fù)道:決定積分球較小尺寸的幾個主要因素:要測量的燈的物理尺寸(為擋板留出空間)、燈的自吸收性和積分球內(nèi)部溫度。燈具安裝硬件也必須能足夠安裝在里面。另一方面,積分球不能太大,否則它的響應(yīng)性是有限的:理想的直徑是小燈較大尺寸的十倍,或者是被測量的長燈長度的兩倍。實際上,1到3米的積分球用于較常見的白熾燈和緊湊型熒光燈的光通量測量。2米或更大的球體通常用于測量500瓦或更大的光源。
對實際積分球內(nèi)部輻射度分布的精確分析取決于入射光通量的分布、實際積分球設(shè)計的幾何細(xì)節(jié)和積分球涂層的反射率分布函數(shù),以及安裝在開口端口或積分球內(nèi)部的每個設(shè)備的表面。較佳空間性能的設(shè)計準(zhǔn)則是基于較大限度地提高涂層反射率和相對于所需的開口端口和系統(tǒng)設(shè)備的積分球直徑。反射率和開口端口比例對空間積分的影響可以通過考慮達(dá)到入射到積分球表面的總通量所需的反射次數(shù)來說明。經(jīng)過n次反射后產(chǎn)生的輻射度可以與穩(wěn)態(tài)條件下相比較。積分球,一個半徑為R的球體,在數(shù)學(xué)中象征著無窮與連續(xù),是空間積分的基本模型。
積分球尺寸的選擇:積分球也可根據(jù)積分球尺寸大小和內(nèi)部涂層進(jìn)行分類。積分球內(nèi)徑尺寸1mm-3m可選,積分球的大小取決于實際應(yīng)用需求。例如小的積分球可以很好的集成到其他設(shè)備中。在快脈沖激光功率測量的情況下,使用小型積分球和探測器確實可以確保檢測上升時間不會受到不利影響。這是因為小型積分球的內(nèi)部表面通常由高反射材料制成,能夠?qū)⑷肷涔庥行У厣⑸浜头瓷?,從而提高了光的收集效率。對于非常大的多向光源,如高壓鈉燈或長熒光燈管,由于這些光源的尺寸較大,可能需要直徑大于1米的積分球來安裝并將燈置于球體內(nèi)。這樣做的好處是可以更好地適應(yīng)這些大光源,并減少因光源尺寸過大而對測量結(jié)果產(chǎn)生的影響。積分球與計算機(jī)圖形學(xué)結(jié)合,為三維建模、渲染等提供技術(shù)支持。光譜通用Helios標(biāo)準(zhǔn)光源均勻光源
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。光譜輻照度積分球應(yīng)用
積分球(Integrating sphere)又稱光通球、光度球,是一個完整的空心球殼。定義:用來進(jìn)行特定光學(xué)測量的具有反射內(nèi)表面的器件.積分球是一種具有多種用途的光學(xué)器件。積分球多由金屬材料制成,內(nèi)壁上涂有白色的高漫反射層(通常為氧化鎂或硫酸鋇),并且球內(nèi)壁上的點散射均勻。還有一些積分球是由高反射聚合物材料如 Spectralon材料制成的。光線通過球壁上任一點所產(chǎn)生的光度疊加,形成了多次反射光所產(chǎn)生的光度。通過這種方式,進(jìn)入積分球的光線經(jīng)過內(nèi)壁涂層多次反射,在在內(nèi)壁形成均勻照度。光譜輻照度積分球應(yīng)用