但是無(wú)論是測(cè)透射還是測(cè)反射,具有各向異性的樣品光束在積分球體內(nèi)進(jìn)行全方面的漫反射,然后一個(gè)被平均化了的光信號(hào)被置于積分球底部(或上部)的光電倍增管接收并加以進(jìn)一步的放大。這就是積分球檢測(cè)器的簡(jiǎn)單放大原理。這種積分球檢測(cè)器的優(yōu)點(diǎn)是克服了傳統(tǒng)的單一使用光電倍增管作為檢測(cè)器所產(chǎn)生的弊病,對(duì)于不同的樣品光束的形狀則無(wú)需再加考慮了,使光電倍增管的光電面接受的光束形狀和位置幾乎一致,較終使測(cè)試精度得以提高了。為獲得較高的測(cè)量準(zhǔn)確度,積分球的開(kāi)孔比應(yīng)盡可能小。開(kāi)孔比定義為積分球開(kāi)孔處的球面積與整個(gè)球內(nèi)壁面積之比。積分球的使用,極大地提高了光學(xué)測(cè)量的效率和準(zhǔn)確性。均勻光源標(biāo)準(zhǔn)光源

積分球的基本原理是光通過(guò)采樣口被積分球收集,如圖1,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的形狀、發(fā)散角度、及探測(cè)器上不同位置的響應(yīng)度差異所造成的測(cè)量誤差。積分球(Integrating sphere)又稱(chēng)為光通球、光度球,是一個(gè)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(diǎn)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。均勻光源標(biāo)準(zhǔn)光源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。

積分球的作用是對(duì)輻射通量進(jìn)行空間積分。針對(duì)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(lái)復(fù)雜,但實(shí)際上有許多簡(jiǎn)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(jiǎn)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(wú)關(guān),即積分球壁上任何一點(diǎn)接收到的通量的比例對(duì)于積分球壁上任何其他輻射點(diǎn)都是相同的。
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(chēng)光度球,光通球等。 球壁上開(kāi)一個(gè)或幾個(gè)窗孔,用作進(jìn)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(duì)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(jiàn)光譜范圍內(nèi)的光譜反射比都在99%以上,這樣,進(jìn)入積分球的光經(jīng)過(guò)內(nèi)壁涂層多次反射,在內(nèi)壁上形成均勻照度。積分球與材料科學(xué)結(jié)合,可以研究球狀材料的力學(xué)性能,如籃球、高爾夫球等。

較常見(jiàn)的積分球結(jié)構(gòu)測(cè)色儀器為d/8結(jié)構(gòu),也有d/0結(jié)構(gòu)。關(guān)于d/8結(jié)構(gòu)測(cè)色儀,有兩種丈量模式SCI和SCE;采用SCI丈量色彩能夠有用的消除去物體外表紋路對(duì)色彩丈量的影響,進(jìn)而取得物體的真實(shí)色彩特征。抱負(fù)積分球的條件:A、積分球內(nèi)外表為一完整的幾何球面,半徑處處持平;B、球內(nèi)壁是中性均勻漫射面,關(guān)于各種波長(zhǎng)的入射光線具有相同的漫反射比;C、球內(nèi)沒(méi)有任何物體,光源也看作只發(fā)光而沒(méi)有什物的抽象光源。影響積分球丈量精度的因素:A、球內(nèi)壁是均勻的抱負(fù)漫射層,服從朗伯定則;B、球內(nèi)壁各點(diǎn)的反射率持平;C、球內(nèi)壁白色涂層的漫射是中性的;D、球半徑處處持平,球內(nèi)除燈外無(wú)其他物體存在;所以,積分球內(nèi)壁起球,剝落,黃變都會(huì)影響其丈量精度。積分球的設(shè)計(jì)需要考慮光源的功率和光譜分布。均勻光源標(biāo)準(zhǔn)光源
在積分球中,空間被劃分為無(wú)數(shù)個(gè)同心球殼,每個(gè)球殼都承載著一段歷史。均勻光源標(biāo)準(zhǔn)光源
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(chēng)光度球,光通球等。積分球測(cè)試測(cè)什么?積分球是一個(gè)內(nèi)壁涂油漫反射涂層的球形腔體。因這些涂層有近似理想漫反射性能,所以,若有一輻射光束照射球的內(nèi)壁,則反射輻射將按余弦定律分布。因涂層漫反射性質(zhì)和球形腔的幾何性質(zhì),使積分球具有特殊功能:其內(nèi)壁上任一小面元經(jīng)照射稱(chēng)為一個(gè)光源后,在球內(nèi)壁上的輻射照度處處均勻相同。這是積分球工作的基礎(chǔ)。通過(guò)積分球可以對(duì)樣品的反射比進(jìn)行相對(duì)測(cè)量。常見(jiàn)的積分球類(lèi)型分為以下兩種:均勻光源標(biāo)準(zhǔn)光源