積分球輻射源是一種非常優(yōu)異的定標(biāo)光源,其輸出的輻亮度面均勻性和穩(wěn)定性是普通光源無(wú)法比擬的。在需要使用面光源的領(lǐng)域,被普遍用于光學(xué)探測(cè)器的實(shí)驗(yàn)室定標(biāo),空間光學(xué)遙感儀器發(fā)射前的地面輻射定標(biāo)。因此輻射源的穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性對(duì)于輻射定標(biāo)非常關(guān)鍵,直接影響到被定標(biāo)儀器探測(cè)結(jié)果。影響積分球輻射源輸出穩(wěn)定性和均勻性的主要因素包括積分球光源供電的恒流源穩(wěn)定性、積分球內(nèi)部材料的反射率穩(wěn)定性和球內(nèi)擋板設(shè)置,三者會(huì)影響積分球輸出光通量、輻亮度變化和均勻性。積分球作為光源積分器,在光學(xué)測(cè)量領(lǐng)域發(fā)揮著不可或缺的作用。C光源Helios標(biāo)準(zhǔn)光源傳感器
積分球是一種光學(xué)器件,其內(nèi)部涂有漫反射材料,能夠使入射的光線在球內(nèi)壁發(fā)生多次漫反射,從而得到均勻的照明。積分球有多種用途,主要包括以下幾個(gè)方面:光源光通量、色溫、光效等參數(shù)的測(cè)量:積分球可用于測(cè)試光源的光通量、色溫、光效等參數(shù)。其基本原理是光通過(guò)采樣口被積分球收集,在積分球內(nèi)部經(jīng)過(guò)多次反射后非常均勻地散射在積分球內(nèi)部。使用積分球來(lái)測(cè)量光通量時(shí),可使得測(cè)量結(jié)果更為可靠,積分球可降低并除去由光線地形狀、發(fā)散角度、及探測(cè)器上不同位置地響應(yīng)度差異所造成地測(cè)量誤差。反射率和透射率的測(cè)量:積分球可用于測(cè)量物體的反射率和透射率。通過(guò)將待測(cè)物體放置在積分球的出光口處,可以測(cè)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(cè)量:積分球可用于測(cè)量物體的顏色。通過(guò)測(cè)量待測(cè)物體在各種波長(zhǎng)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(chǎng)所提供照明。輻亮度Helios標(biāo)準(zhǔn)光源廠商積分球作為光學(xué)測(cè)量工具,廣泛應(yīng)用于光源均勻性檢測(cè)。
激光功率測(cè)量,積分球很容易捕獲或者集成近準(zhǔn)直光源例如激光光束或者高度分散的光源(例如激光二極管或VCSEL)。由于積分球獨(dú)特幾何結(jié)構(gòu),激光束功率測(cè)量不受激光束偏振及校準(zhǔn)的影響。在不影響探測(cè)器信號(hào)的情況下,該系統(tǒng)可使用開(kāi)放端口,或可安裝激光二極管模塊或縮孔器的光纖適配器。 (圖5)。可以添加額外的端口來(lái)執(zhí)行并行光譜表征,使其成為可靠的激光二極管壽命測(cè)試的理想設(shè)備。成像和非成像校準(zhǔn)用均勻光源,積分球是一種近乎完美的創(chuàng)造均勻光源的方法。輻射度是離開(kāi)光源或輻射面的每個(gè)立體角的通量密度。輻照度是落在表面上的通量密度,在表面的平面上測(cè)量。積分球光源的輸出孔徑在設(shè)計(jì)正確的情況下,可以產(chǎn)生接近完美的多光譜漫射光源和朗伯光源,與視角無(wú)關(guān)(圖6)。
積分球輻射度,入射到漫射表面上的光通過(guò)反射產(chǎn)生一個(gè)虛擬光源。從表面發(fā)出的光較好用它的輻射度來(lái)描述,即每單位立體角的通量密度。輻射度是一個(gè)重要的工程量,因?yàn)樗梢灶A(yù)測(cè)光學(xué)系統(tǒng)在觀察被照射表面時(shí)所能收集到的光通量的數(shù)量。對(duì)于積分球,輻射度推導(dǎo)考慮了入射到積分球內(nèi)的光、積分球壁反射率、積分球表面積、光進(jìn)行的多次表面反射以及通過(guò)開(kāi)口端口的損失。進(jìn)入積分球體的光通過(guò)初始反射幾乎完全漫射。離開(kāi)表面的一小部分光到達(dá)另一個(gè)表面區(qū)域并被漫反射,依此類推。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。積分球的設(shè)計(jì)巧妙,通過(guò)多次反射使光線混合均勻。
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(gè)積分球體表面的總通量的n次反射的交換可以用冪級(jí)數(shù)來(lái)建模,并簡(jiǎn)化為一個(gè)簡(jiǎn)單的輻射方程:式中Φ為入射到積分球內(nèi)的光,As為積分球壁面積,p為積分球壁反射率,f為開(kāi)口端口面積占比。簡(jiǎn)化的輻射度方程可用于模擬光和LED測(cè)量應(yīng)用的光學(xué)效率。這些應(yīng)用包括用于激光表征的光學(xué)衰減,進(jìn)入光纖或安裝在積分球體上的探測(cè)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(xué)傳感傳感器的光譜輻照度,或積分球體應(yīng)用所需的其他許多輻射和光度參數(shù)。利用積分球,可以求解球體內(nèi)部的溫度場(chǎng)、流場(chǎng)等物理量分布。Spectra-FT精細(xì)可調(diào)光譜輻射定標(biāo)廠商
積分球,一個(gè)半徑為R的球體,在數(shù)學(xué)中象征著無(wú)窮與連續(xù),是空間積分的基本模型。C光源Helios標(biāo)準(zhǔn)光源傳感器
微光積分球均勻光源,微光積分球均光源系統(tǒng)采用300mm內(nèi)徑主積分球,100mm內(nèi)附球 (也可以按用戶定制),該微光積分球均勻光源系統(tǒng)采樣了高精度穩(wěn)壓電源、全自動(dòng)電控光闌、大靶面微光照度探頭和均勻光源光強(qiáng)度探頭、嵌入式光源光路模塊、機(jī)械結(jié)構(gòu)裝置、專門使用軟件控制系統(tǒng)。微光積分球光源采用了獨(dú)有楔形漸變光闌及可變孔徑光闌設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)在恒定色溫下光強(qiáng)可調(diào),同時(shí)采用了高精度um級(jí)步進(jìn)電機(jī),可實(shí)現(xiàn)雙微光積分球均勻光強(qiáng)度的高穩(wěn)定性、大動(dòng)態(tài)范圍、高精度光強(qiáng)分辨測(cè)試,可以普遍應(yīng)用于生物、微光成像及定量測(cè)量校準(zhǔn)、微光補(bǔ)償/模擬星空/低亮度的的各項(xiàng)光學(xué)實(shí)驗(yàn)校準(zhǔn)、相機(jī)校準(zhǔn)、衛(wèi)星遙感校準(zhǔn)測(cè)量、輻亮度/輻照度校準(zhǔn)測(cè)量、夜視系統(tǒng)、安全攝像頭及高靈敏度成像儀CMOS/CCD光譜響應(yīng)測(cè)試校準(zhǔn)測(cè)試等領(lǐng)域C光源Helios標(biāo)準(zhǔn)光源傳感器