2025-09-14 02:10:55
積分球的基本原理:積分球是一種特殊的光學(xué)設(shè)備,通常呈現(xiàn)為一個內(nèi)壁涂有高度反射材料的球體。其設(shè)計旨在將入射光均勻地分布到整個球體內(nèi)壁,從而實現(xiàn)對光的綜合性采集與分析。當(dāng)光線進(jìn)入積分球后,經(jīng)過多次反射,較終在球的內(nèi)部形成一種均勻的光場。通過在積分球的不同位置布置探測器,可以實現(xiàn)對光強的精確測量。積分球的工作原理可以歸結(jié)為光的反射與散射。由于內(nèi)壁的高反射率,幾乎所有入射光都能被有效利用,從而減少了光損失。這種特性使得積分球成為測量反射光度的理想工具。積分球不僅適用于可見光范圍,通過特殊設(shè)計還能擴(kuò)展到紫外、紅外波段。上海積分球傳感器
當(dāng)一束輻通量為Φ(λ)的光源經(jīng)光孔進(jìn)入內(nèi)球半徑為R的積分球內(nèi),經(jīng)涂層多次漫反射后,形成均勻照明。設(shè)除投射面外,其余內(nèi)壁任一點M處的總照度E(λ)可用下表示:式中:E(λ)為M點的總光譜幅照度;ρw(λ)為積分球內(nèi)壁的光譜反射比;Φ(λ)為進(jìn)入進(jìn)入積分球的光譜輻通量;R為積分球內(nèi)球半徑;f為積分球開口球面面積與積分球總的內(nèi)反射表面積之比。式中,當(dāng)一束輻通量進(jìn)入理想積分球后,除投射面外,球內(nèi)表面任意點的照度(包括球壁開口處球面上的照度)只是球的幾何尺寸、涂層的漫反射比、進(jìn)入球的輻通量的函數(shù),而與位置無關(guān)。上海積分球原理積分球在植物生長燈測試中用于分析光合有效輻射(PAR)參數(shù)。
在顏色測量儀器中,積分球具有以下兩方面功能:1.光接收器:被測光經(jīng)積分球上的小孔進(jìn)入球內(nèi),在內(nèi)壁上設(shè)置一個或多個探測器。由光探測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)壁上與出光孔對稱且均勻地放置幾個燈泡(通常有四個或六個)。由燈泡發(fā)出的光經(jīng)內(nèi)壁多次漫反射而形成一個均勻照亮的發(fā)光球面,用它可作為被測光學(xué)系統(tǒng)的、亮度均勻的、大視場的物面(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量。
在實際應(yīng)用中,積分球通常包括以下組件:1. 光源:作為積分球的主要,光源可選擇白熾燈、熒光燈或鹵素?zé)舻劝l(fā)光體,以滿足不同的測試需求。2. 內(nèi)部反射材料:積分球內(nèi)部涂覆著高反射性涂料,它們在光線傳播過程中起著關(guān)鍵作用。這種涂料的反射率越高,球體內(nèi)的光強分布越均勻。3. 外部反射材料:積分球外部通常覆蓋有反射性材料,用于將球體內(nèi)的光線反射回內(nèi)部。外部反射材料的選擇應(yīng)考慮到反射率、透射率和耐候性等因素。4. 傳感器:傳感器安裝在球體內(nèi)部,用于測量光源發(fā)出的光線。傳感器可以是光譜儀、光度計或其他類型的光強測量設(shè)備。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)。
積分球是一個容器,用來吸收反射光線。當(dāng)反射光線穿過積分球時,它會被吸收并傳遞到儀器內(nèi)部的光學(xué)元件上。這些元件將光信號轉(zhuǎn)化為電信號,然后將它們輸出到顯示器上。通過測量電信號的大小,我們就能得到顏色的數(shù)值。使用積分球的目的是使進(jìn)入它內(nèi)部的光,經(jīng)內(nèi)壁漫反射層多次反射后,在整個內(nèi)壁面上得到均勻的照度,并且該照度較入射光通量除以球內(nèi)壁面積的照度值大得多(可提高性噪比)。需要注意的是,在連續(xù)測量過程中,每次測量的時間為23秒,需根據(jù)實際測量次數(shù)來判斷是否達(dá)到穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)。積分球可用于測量光纖輸出的光通量,評估光纖傳輸效率。上海積分球傳感器
積分球測試系統(tǒng)可搭配多通道光譜儀,實現(xiàn)高精度光譜分析。上海積分球傳感器
我們將一起揭開積分球的神秘面紗,深入剖析其結(jié)構(gòu)與原理。積分球,這一光學(xué)測量中的關(guān)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(biāo)、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(zhǔn)確性,探頭與光源之間必須設(shè)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。上海積分球傳感器