積分球原理和用途:積分球是一種通過(guò)內(nèi)壁高反射材料均勻散射光線,用于測(cè)量光通量、色溫等光學(xué)參數(shù)的精密設(shè)備。?積分球的基本原理:積分球的主要原理基于光的多次漫反射?。其結(jié)構(gòu)為密閉空心球體,內(nèi)壁涂覆氧化鎂或硫酸鋇等高反射率材料(反射率可達(dá)99%以上)。當(dāng)光線通過(guò)入口進(jìn)入球體后,經(jīng)過(guò)內(nèi)壁涂層無(wú)數(shù)次的反射,較終在球內(nèi)形成均勻的光照分布。均勻化機(jī)制?:光在球內(nèi)壁的漫反射遵循朗伯定律(光線向各個(gè)方向均勻散射),消除光源形狀、入射角度等因素對(duì)測(cè)量的干擾。擋光板設(shè)計(jì)?:光源與探測(cè)器之間設(shè)置擋板,防止光線直射到探測(cè)器表面,確保測(cè)量值只來(lái)自均勻散射的光線,提升精度。?開(kāi)孔比限制?:進(jìn)光口和探測(cè)器開(kāi)口面積需盡量小,通常控制在總內(nèi)壁面積的5%以內(nèi),以減少光線逸出導(dǎo)致的誤差。積分球在照明設(shè)計(jì)、顯示器校準(zhǔn)等領(lǐng)域發(fā)揮著不可或缺的作用。Spectra-CT 色溫可調(diào)Helios標(biāo)準(zhǔn)光源單色光源

積分球原理和用途:積分球是一種通過(guò)內(nèi)部高反射涂層實(shí)現(xiàn)光場(chǎng)均勻化的光學(xué)設(shè)備,普遍應(yīng)用于光源性能測(cè)試、光學(xué)參數(shù)測(cè)量及校準(zhǔn)領(lǐng)域。其主要功能是通過(guò)漫反射消除光源方向性差異,為高精度光學(xué)分析提供穩(wěn)定環(huán)境。實(shí)際均勻性受端口大小/位置、擋板設(shè)計(jì)、涂層性能、樣品特性、球體尺寸等因素影響,需通過(guò)精密設(shè)計(jì)和校準(zhǔn)來(lái)優(yōu)化。理解和保障空間均勻性對(duì)于獲得準(zhǔn)確可靠的光學(xué)測(cè)量結(jié)果(尤其是反射率和作為均勻光源)至關(guān)重要。這一特性使其尤其適用于光通量、色溫和光效等參數(shù)的精確測(cè)試。D75 光源Helios標(biāo)準(zhǔn)光源標(biāo)準(zhǔn)光源積分球不僅能測(cè)量點(diǎn)光源,還能對(duì)擴(kuò)展光源進(jìn)行精確的光學(xué)性能評(píng)估。

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。當(dāng)積分球用于顏色測(cè)量?jī)x器時(shí),球體會(huì)有多個(gè)開(kāi)孔,結(jié)構(gòu)示意圖如下圖。具體包括光孔,用于光源進(jìn)入球體;測(cè)量孔,與被測(cè)物體緊密接觸;接收器孔,在測(cè)量孔對(duì)面,一般與被測(cè)樣品表面的法線呈8。夾角,用于采集物體的反射光;鏡面反射孔,位于與接收器孔相對(duì)于法線對(duì)稱的地方,這個(gè)孔可以關(guān)閉和打開(kāi),并放置光吸收阱,用來(lái)控制鏡面反射光的采集(SPIN,Specular Included)與排除(SPEX,Specular Excluded)。
積分球憑借其獨(dú)特的光場(chǎng)均勻化能力,成為光學(xué)測(cè)量領(lǐng)域不可或缺的工具。從工業(yè)生產(chǎn)的質(zhì)量控制到科研領(lǐng)域的高精度標(biāo)定,其應(yīng)用場(chǎng)景不斷擴(kuò)展,為光學(xué)技術(shù)的發(fā)展提供了重要支撐。色差儀積分球的測(cè)色原理:積分球是一個(gè)內(nèi)壁涂有白色漫反射材料(漫反射系數(shù)接近于1,常用的是氧化鎂或硫酸鋇)的空腔球體,內(nèi)壁是良好的球面(要求與理想球面的偏差應(yīng)不大于內(nèi)徑的0.2%)。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?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。

測(cè)量方法:不同于分布光度計(jì)的測(cè)量方式,積分球采用了相對(duì)比較法。在實(shí)際測(cè)量中,所得到的數(shù)據(jù)是通過(guò)與標(biāo)準(zhǔn)燈的比較計(jì)算而來(lái)的。因此,在進(jìn)行實(shí)際測(cè)量之前,通常需要先用標(biāo)準(zhǔn)燈進(jìn)行定標(biāo)。定標(biāo)的過(guò)程,實(shí)質(zhì)上是用已知精確值的燈具來(lái)幫助設(shè)備建立標(biāo)準(zhǔn),以便后續(xù)與實(shí)際測(cè)量值進(jìn)行對(duì)比。值得注意的是,即便是經(jīng)過(guò)定標(biāo)的設(shè)備,在使用不同的標(biāo)準(zhǔn)燈進(jìn)行查驗(yàn)時(shí),所得出的特性值仍可能存在誤差。這些誤差大致可分為兩種類型:一種是固定數(shù)值誤差,如圖所示,圖中y軸表示誤差大小,我們可以觀察到每個(gè)測(cè)試點(diǎn)所呈現(xiàn)的誤差均為10,這便是一種固定數(shù)值誤差的理想展示方式。此外,還存在另一種誤差類型——百分比誤差。這種誤差以X±2%的形式表示,其數(shù)學(xué)含義可以簡(jiǎn)化為y=ax+b的直線方程。在理解上,我們可以將其視為一個(gè)變化量與固定值的比例關(guān)系,從而更直觀地反映測(cè)量結(jié)果的偏差。通過(guò)使用1、2、3、4這四個(gè)標(biāo)燈對(duì)已定標(biāo)的設(shè)備進(jìn)行檢驗(yàn),我們可以大致描繪出誤差的變化趨勢(shì)。這意味著在1至4標(biāo)燈的光通量范圍內(nèi),我們能夠有效地控制誤差的范圍。積分球常與光譜儀、照度計(jì)等設(shè)備配合使用,實(shí)現(xiàn)多參數(shù)同步測(cè)量。氙燈積分球測(cè)試儀
通過(guò)測(cè)量積分球開(kāi)口處的光強(qiáng),可推算出整個(gè)球內(nèi)光源的總光通量。Spectra-CT 色溫可調(diào)Helios標(biāo)準(zhǔn)光源單色光源
在顏色測(cè)量?jī)x器中,積分球具有以下兩方面功能:1.光接收器:被測(cè)光經(jīng)積分球上的小孔進(jìn)入球內(nèi),在內(nèi)壁上設(shè)置一個(gè)或多個(gè)探測(cè)器。由光探測(cè)器輸出的光電流與積分球內(nèi)壁的光照度成正比,也就是與進(jìn)入積分球的光通量成正比。這樣,就可以根據(jù)輸出光電流的變化,得知進(jìn)入積分球的光通量變化。2.均勻照亮的物面:在積分球內(nèi)壁上與出光孔對(duì)稱且均勻地放置幾個(gè)燈泡(通常有四個(gè)或六個(gè))。由燈泡發(fā)出的光經(jīng)內(nèi)壁多次漫反射而形成一個(gè)均勻照亮的發(fā)光球面,用它可作為被測(cè)光學(xué)系統(tǒng)的、亮度均勻的、大視場(chǎng)的物面(光學(xué)系統(tǒng)入瞳與出光孔基本重合)。該積分球用于照相物鏡的漸暈系數(shù)和像面照度均勻性的測(cè)量。Spectra-CT 色溫可調(diào)Helios標(biāo)準(zhǔn)光源單色光源