我們將一起揭開積分球的神秘面紗,深入剖析其結構與原理。積分球,這一光學測量中的關鍵儀器,主要用于測試全方面發(fā)光光源的各項參數(shù),如色溫、光通量、色坐標、色容差、光效和光譜帶。其工作原理在于,將光源置于球體中心,發(fā)出的光線在球體內(nèi)壁的漫反射涂層上產(chǎn)生多次反射,直至整個球面光通量均勻一致。此時,安裝在球壁上的探頭所讀取的光通量即為光源實際發(fā)出的光通量。但需注意,為確保測量準確性,探頭與光源之間必須設置一塊與球內(nèi)壁涂層相同的隔板,以防止光源光線直接照射探頭。積分球的設計考慮了熱管理,確保長時間測試時光源不會過熱損壞。C光源輻射定標測試方法

測試步驟:查驗。在設備使用前,必須進行嚴格的查驗。這一步驟中,應選用與測試樣品光通量相近的標準燈,并仔細核對標準燈的計量日期和計量周期,以確保其處于有效使用范圍內(nèi)。一旦計量證書檢查合格,便可將標準燈安裝在積分球內(nèi),并連接外接直流電源和功率計。接下來,按照計量證書上聲明的電流(電壓)來點亮標準燈,并確保光源準確位于積分球的中心。然后,在軟件操作界面中啟動連續(xù)測試,直至測得的光通量達到穩(wěn)定狀態(tài),即可讀取光通量值。通常,若5分鐘內(nèi)光通量的變化不超過0.5%,則認為已達到穩(wěn)定狀態(tài)。輻亮度積分球批發(fā)積分球對于評估光源的顯色指數(shù)、色品坐標等色彩相關參數(shù)尤為有效。

積分:1.理想積分球原理理想積分球的條件:A、積分球地內(nèi)表面為一完整地幾何球面,半徑處處相等;B、球內(nèi)壁是中性均勻漫射面,對于各種波長的入射光線具有相同的漫反射比;C、球內(nèi)沒有任何物體,光源也看作只發(fā)光而沒有實物的抽象光源。2.影響積分球測量精度的因素:A、球內(nèi)壁是均勻的理想漫射層,服從朗伯定則;B、球內(nèi)壁各點的反射率相等;C、球內(nèi)壁白色涂層的漫射是中性的;D、球半徑處處相等,球內(nèi)除燈外無其他物體存在;E、窗口材料是中性的,其E符合照度的余弦定則,實際情況與理想條件不符合會帶來測量誤差,故需修正。
優(yōu)化:擋板:光源光直接照射到樣品或探測器(造成巨大誤差)。樣品的鏡面反射光直接進入探測器端口(在測漫反射時)。作用: 擋板是保證均勻性的關鍵結構!它阻擋:設計: 擋板本身應涂覆高反射涂層,其尺寸和位置需精確計算,確保光線必須經(jīng)過至少一次(通常是多次)球壁反射才能到達目標(樣品或探測器),強制光充分混合。擋板自身也會造成小范圍陰影和不均勻。涂層本身的不完美:問題: 實際涂層反射率 < 100%(有吸收),且可能不是完美的朗伯體或光譜中性(不同波長反射率略有差異)。優(yōu)化: 選擇較高反射率、較佳朗伯特性和光譜中性的涂層(如Spectralon?優(yōu)于BaSO?),并定期清潔維護。積分球開口處可安裝待測光源,光線在球內(nèi)多次反射后達到均勻分布。

色差儀中有一個重要的組件就是積分球,一般而言,光學擴散片在小心使用下,可降低測量時因探測器上的入射光源不均勻分布或光束偏移所造成的微小誤差,因此可以提高測量的準確性。但是在精密的測量時,就必須使用積分球作為光學擴散器使得上述的誤差較小。積分球的基本原理是光通過采樣口被積分球收集,如圖1,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、及探測器上不同位置的響應度差異所造成的測量誤差。積分球測量數(shù)據(jù)可用于計算光源的光效(lm/W),評估能源效率。輻亮度積分球批發(fā)
積分球內(nèi)部涂層老化會導致反射率下降,需定期更換或重新噴涂。C光源輻射定標測試方法
積分球的應用:在光源測試領域,積分球擁有普遍的應用場景,主要包括以下方面:1. 光源評估:通過測量光源發(fā)出的光線,可評估光源的發(fā)光特性,如光通量、色溫與顯色指數(shù)等。2. 光譜分析:利用積分球測量不同波長的光線,可以獲取光源的光譜信息,從而了解光源的光譜特性。3. 環(huán)境光測量:在室內(nèi)照明設計中,環(huán)境光對光源的影響需要考慮。通過使用積分球測量環(huán)境光,可以評估光源的光照強度和均勻性。4. 光強測量:通過測量光源發(fā)出的光強分布,可評估光源的功率分布和輸出特性。C光源輻射定標測試方法