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。積分球基本的特征就是光學(xué)中較通用儀器的一種。另外光能的應(yīng)用在各方面都在增多。例如纖維光學(xué)、激光技術(shù)、照相化學(xué)和醫(yī)學(xué)技術(shù)。積分球在這些領(lǐng)域都獲得了普遍的應(yīng)用。并正在改進(jìn)和取代那些結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價(jià)格昂貴的光學(xué)系統(tǒng)。由于積分球內(nèi)表面具有超高反射和散射特性。所以它具備有著獨(dú)特的接收發(fā)射光性能。光在均勻分布的球壁作無(wú)規(guī)則反射。使能量可以作準(zhǔn)確地測(cè)量。正由于積分球有此特性。改變它窗口位置及其幾何結(jié)構(gòu)就可以獲得各種不同的應(yīng)用了。積分球能幫助研究人員深入理解光源的光分布特性,優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)。D65光源積分球校準(zhǔn)光源

相關(guān)定義詳解:(1)背景信號(hào):在無(wú)信號(hào)輸入時(shí),系統(tǒng)中仍會(huì)輸出的雜波信號(hào)。例如,在積分球中,當(dāng)光源未點(diǎn)亮且球體密封時(shí),理論上光通量應(yīng)讀為0,但實(shí)際上仍能檢測(cè)到微小信號(hào),這些信號(hào)即可視為背景信號(hào)。(2)偵測(cè)極限:設(shè)備或測(cè)量方法所能檢測(cè)到的較小極限。為避免背景信號(hào)干擾,使用設(shè)備前通常需校零,即濾除背景信號(hào)。換句話說,所有低于背景信號(hào)的信號(hào)都將被濾除,因此背景信號(hào)可視為該設(shè)備的偵測(cè)極限。(3)標(biāo)準(zhǔn)燈:在光學(xué)輻射計(jì)量中,標(biāo)準(zhǔn)燈用于復(fù)制和保持光度、輻射度量單位及量值傳遞。它們是經(jīng)過校準(zhǔn)的燈具,能在特定電流或電壓條件下發(fā)出固定光通量,是光學(xué)輻射計(jì)量中的關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)量具。Spectra-UT 超可調(diào)光譜均勻光源市場(chǎng)價(jià)格積分球在光學(xué)傳感器校準(zhǔn)中也發(fā)揮著重要作用,確保傳感器準(zhǔn)確響應(yīng)。

積分球的優(yōu)點(diǎn)和局限性:積分球作為一種光學(xué)元件,具有以下優(yōu)點(diǎn):可以消除光源本身原因造成的出射光線不均勻或者帶有偏振方向,提高測(cè)量精度??梢源_保待測(cè)光源射入分光測(cè)色儀的角度相同,提高測(cè)量再現(xiàn)性??梢詼y(cè)量各種角度的光線,從而得到更全方面的顏色信息。然而,積分球也存在一些局限性:價(jià)格較高,制造和維修成本較大。對(duì)于不同形狀和尺寸的樣品,需要使用不同大小和形狀的積分球,通用性較差。在測(cè)量某些特定形狀和材質(zhì)的樣品時(shí),可能會(huì)產(chǎn)生誤差。
空間均勻性的形成原理:高漫反射涂層的主要作用:光線撞擊球壁任意一點(diǎn)時(shí),會(huì)向整個(gè)半球空間均勻散射(遵循余弦定律)。從球腔內(nèi)任意一點(diǎn)觀察球壁任意一點(diǎn),其亮度是相同的(各向同性)。球壁涂層(如BaSO?或PTFE)具有近乎完美的朗伯體散射特性。這意味著:這種特性使得每次反射都“重置”了光的方向信息,消除了入射光方向性的影響。多次反射與光混合:光源發(fā)出的光(或樣品反射的光)首先照射到球壁某點(diǎn)A。點(diǎn)A將光向整個(gè)球腔空間漫反射。這些散射光中的一部分會(huì)照射到球壁其他點(diǎn)(B, C, D...),這些點(diǎn)同樣進(jìn)行朗伯漫反射。經(jīng)過4-5次或更多次這樣的漫反射后,光在球腔內(nèi)的傳播路徑變得極其復(fù)雜且隨機(jī)。較終,來自不同初始位置和方向的光線在球腔內(nèi)充分混合疊加,使得球內(nèi)任意位置接收到的光通量(輻照度)基本相等。積分球在醫(yī)療設(shè)備行業(yè)用于檢測(cè)手術(shù)燈、內(nèi)窺鏡光源的光學(xué)質(zhì)量。

典型應(yīng)用場(chǎng)景:1. 均勻光源系統(tǒng)?:積分球可搭配高穩(wěn)定光源,生成動(dòng)態(tài)范圍可調(diào)的均勻光場(chǎng),用于相機(jī)焦平面陣列的像素增益歸一化測(cè)試。例如,在智能手機(jī)攝像頭生產(chǎn)線上,積分球可快速檢測(cè)鏡頭模組的成像均勻性。2. 高精度輻射測(cè)量?:在科研領(lǐng)域,積分球用于標(biāo)定輻亮度計(jì)和光譜輻射計(jì)。例如,在環(huán)境監(jiān)測(cè)中,衛(wèi)星搭載的光學(xué)儀器需定期通過積分球校準(zhǔn),以確保大氣成分?jǐn)?shù)據(jù)的可靠性。3. 多波段光譜分析?:積分球支持紫外至紅外波段的光譜測(cè)試。在光伏產(chǎn)業(yè)中,太陽(yáng)能電池的光譜響應(yīng)特性可通過積分球結(jié)合單色儀進(jìn)行精確測(cè)量。其內(nèi)壁涂層通常選用硫酸鋇或聚四氟乙烯,以實(shí)現(xiàn)高反射與低吸收特性。VIS-NIR光源輻射定標(biāo)高光譜成像
積分球可用于測(cè)量激光光源,但需考慮激光的高能量可能損壞涂層。D65光源積分球校準(zhǔn)光源
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(duì)于各種波長(zhǎng)的入射光線具有相同的漫反射比;C、球內(nèi)沒有任何物體,光源也看作只發(fā)光而沒有實(shí)物的抽象光源。2.影響積分球測(cè)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(diǎn)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(wú)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(shí)際情況與理想條件不符合會(huì)帶來測(cè)量誤差,故需修正。D65光源積分球校準(zhǔn)光源