以下是積分球的工作原理:光線(xiàn)進(jìn)入積分球:當(dāng)光線(xiàn)進(jìn)入積分球時(shí),它將在球的內(nèi)表面上進(jìn)行反射。由于積分球的內(nèi)表面是高反射材料,所以大部分光線(xiàn)將被反射,而不會(huì)逃逸出球體。光線(xiàn)在積分球內(nèi)反射和混合在積分球內(nèi),光線(xiàn)經(jīng)過(guò)多次反射和混合,形成均勻的光照分布。這種均勻分布的光照是積分球的重要特點(diǎn),使得測(cè)量結(jié)果更加準(zhǔn)確和可靠。光通量、色溫和光譜分布的測(cè)量:測(cè)量?jī)x器通過(guò)開(kāi)口接收光線(xiàn),并記錄光通量、色溫和光譜分布等參數(shù)。通過(guò)這種方式,積分球可以提供準(zhǔn)確的光學(xué)測(cè)量結(jié)果。無(wú)論是LED燈還是傳統(tǒng)光源,積分球都能提供穩(wěn)定可靠的光學(xué)測(cè)試環(huán)境。氙燈輻射定標(biāo)檢測(cè)儀

優(yōu)化:擋板:光源光直接照射到樣品或探測(cè)器(造成巨大誤差)。樣品的鏡面反射光直接進(jìn)入探測(cè)器端口(在測(cè)漫反射時(shí))。作用: 擋板是保證均勻性的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)!它阻擋:設(shè)計(jì): 擋板本身應(yīng)涂覆高反射涂層,其尺寸和位置需精確計(jì)算,確保光線(xiàn)必須經(jīng)過(guò)至少一次(通常是多次)球壁反射才能到達(dá)目標(biāo)(樣品或探測(cè)器),強(qiáng)制光充分混合。擋板自身也會(huì)造成小范圍陰影和不均勻。涂層本身的不完美:?jiǎn)栴}: 實(shí)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(zhǎng)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(hù)。D65光源Helios標(biāo)準(zhǔn)光源作用積分球測(cè)量時(shí)光源應(yīng)放置在球體中心,避免因位置偏差導(dǎo)致數(shù)據(jù)誤差。

光學(xué):光學(xué)(optics),是研究光(電磁波)的行為和性質(zhì),以及光和物質(zhì)相互作用的物理學(xué)科。傳統(tǒng)的光學(xué)只研究可見(jiàn)光,現(xiàn)代光學(xué)已擴(kuò)展到對(duì)全波段電磁波的研究。光是一種電磁波,在物理學(xué)中,電磁波由電動(dòng)力學(xué)中的麥克斯韋方程組描述;同時(shí),光具有波粒二象性,需要用量子力學(xué)表達(dá)。學(xué)科發(fā)現(xiàn):光學(xué)的起源在西方很早就有光學(xué)知識(shí)的記載,歐幾里得(Euclid,公元前約330~260)的<反射光學(xué)>(Catoptrica)研究了光的反射;阿拉伯學(xué)者阿勒·哈增(AI-Hazen,965~1038)寫(xiě)過(guò)一部<光學(xué)全書(shū)>,討論了許多光學(xué)的現(xiàn)象。
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(huà)說(shuō),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(guò)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。積分球通常配備光譜儀或光度探頭,用于分析光源的光譜特性和亮度。

積分球的應(yīng)用:在光源測(cè)試領(lǐng)域,積分球擁有普遍的應(yīng)用場(chǎng)景,主要包括以下方面:1. 光源評(píng)估:通過(guò)測(cè)量光源發(fā)出的光線(xiàn),可評(píng)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(cè)量不同波長(zhǎng)的光線(xiàn),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(cè)量:在室內(nèi)照明設(shè)計(jì)中,環(huán)境光對(duì)光源的影響需要考慮。通過(guò)使用積分球測(cè)量環(huán)境光,可以評(píng)估光源的光照強(qiáng)度和均勻性。4. 光強(qiáng)測(cè)量:通過(guò)測(cè)量光源發(fā)出的光強(qiáng)分布,可評(píng)估光源的功率分布和輸出特性。積分球?qū)τ谠u(píng)估光源的能效等級(jí)、光效等節(jié)能相關(guān)參數(shù)至關(guān)重要。D65光源Helios標(biāo)準(zhǔn)光源作用
積分球測(cè)試時(shí)需考慮光源的發(fā)熱問(wèn)題,避免高溫?fù)p壞球體涂層。氙燈輻射定標(biāo)檢測(cè)儀
樣品本身:?jiǎn)栴}: 樣品會(huì)吸收光(反射率<100%),且其放置會(huì)遮擋部分球壁。高吸收性或大尺寸樣品會(huì)明顯破壞球內(nèi)光場(chǎng)平衡。優(yōu)化: 使用盡可能小的樣品,選擇低吸收性的背襯或樣品杯。測(cè)量時(shí)需用已知反射率的標(biāo)準(zhǔn)板(如>99%的PTFE)進(jìn)行校準(zhǔn)以補(bǔ)償樣品引入的擾動(dòng)。球體尺寸:大球: 端口/擋板/樣品等對(duì)球內(nèi)總表面積的相對(duì)占比更小,對(duì)均勻性的相對(duì)擾動(dòng)更小,均勻性更好。但信號(hào)較弱(光通量密度低)。小球: 信號(hào)強(qiáng),但端口等附件的影響更明顯,均勻性相對(duì)較差。支撐結(jié)構(gòu)與內(nèi)部物體:任何伸入球腔內(nèi)部的物體(樣品架、支架、線(xiàn)纜)都會(huì)吸收和散射光,破壞均勻性。優(yōu)化: 設(shè)計(jì)極簡(jiǎn)支撐,使用細(xì)線(xiàn)纜,物體表面涂覆高反射涂層。氙燈輻射定標(biāo)檢測(cè)儀