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。通過積分球,可以探究地球表面重力場的分布,為地理學(xué)研究提供支持。試驗積分球校準光源

空間集成,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。智能手機紅外傳感器積分球焦平面陣列積分球與概率論相結(jié)合,可以研究隨機粒子在球體內(nèi)的分布規(guī)律。

積分球是一個內(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。 球壁上開一個或幾個窗孔,用作進光孔和放置光接收器件的接收孔。積分球的內(nèi)壁應(yīng)是良好的球面,通常要求它相對于理想球面的偏差應(yīng)不大于內(nèi)徑的0.2%。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。常用的材料是氧化鎂或硫酸鋇,將它和膠質(zhì)粘合劑混合均勻后,噴涂在內(nèi)壁上。氧化鎂涂層在可見光譜范圍內(nèi)的光譜反射比都在99%以上,這樣,進入積分球的光經(jīng)過內(nèi)壁涂層多次反射,在內(nèi)壁上形成均勻照度。
積分球可用于測試光源的光通量,色溫,光效等參數(shù)。積分球的基本原理是光通過采樣口被積分球收集,在積分球內(nèi)部經(jīng)過多次反射后非常均勻地散射在積分球內(nèi)部。使用積分球來測量光通量時,可使得測量結(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、及探測器上不同位置地響應(yīng)度差異所造成地測量誤差。高等物理光學(xué)分類:(1)幾何光學(xué),(2)物理光學(xué),(3)量子光學(xué),初等物理分類:(1)初中階段:幾何光學(xué),(2)高中階段:幾何光學(xué)、物理光學(xué),(3)說明:一般生活中提到的光學(xué)就是高中階段的分類標準。積分球的反射性能直接影響到光學(xué)測量的結(jié)果。

積分球看起來很簡單,該光學(xué)設(shè)備包括一個中空的球形腔體,內(nèi)部涂有特殊的高反射朗伯涂層,用于均勻散射和漫射入射光。積分球設(shè)有入口和出口。通過變換積分球的配置,如光源、配件、開口等可實現(xiàn)不同的應(yīng)用。積分球工作原理:積分球類似于擴散器,保留更多的光線信息,包括光的顏色、強度等,忽略了空間信息(無法告訴我們在球體表面的不同位置上光的強度是如何分布的)。積分球的內(nèi)表面是高朗伯特性漫反射材料,這種材料能夠?qū)⑷肷涞墓饩€以相同的強度反射到各個方向,從而使得光線在球內(nèi)經(jīng)過多次反射和散射后,能夠均勻地分布,減少光線原始方向的影響。利用積分球,可以求解球體內(nèi)部的溫度場、流場等物理量分布。試驗積分球校準光源
積分球常用于光度測量,可以通過測量球內(nèi)的光強來確定光源的亮度。試驗積分球校準光源
積分球的基本工作原理:光線由輸入孔入射后,在積分球內(nèi)部被均勻地反射及漫射,并在球面上形成均勻的光強分布,輸出孔所得到的光線為非常均勻的漫射光束。而且入射光的入射角度、空間分布、以及極性都不會對輸出的光束強度和均勻度造成影響。同時因為光線經(jīng)過積分球內(nèi)部的均勻分布后才射出,因此積分球也可當作一個光強衰減器,輸出強度與輸入強度比大約為:光輸出孔面積/積分球內(nèi)部的表面積。對于積分球內(nèi)壁上的輻亮度必須考慮多次反射與開口處通量損失。若以傳播距離不同偏軸半徑光強度與同距離時軸心點所接收的光強度的比值表示縱坐標,以光積分球出口的垂直距離為橫坐標??梢钥闯龇e分球出射的光斑隨著距離的增加而均勻,首先是偏軸半徑的光強與中心光強相差的增大,然后隨著距離越來越大,光斑又趨于均勻。試驗積分球校準光源