理想積分球原理:理想積分球的條件:A、積分球的內(nèi)表面為一完整的幾何球面,半徑處處相等;B、球內(nèi)壁是中性均勻漫射面,對(duì)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(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。利用積分球的高反射內(nèi)壁,可以實(shí)現(xiàn)光線的均勻分布。VIS-NIR光源Helios標(biāo)準(zhǔn)光源使用方法
積分球的基本工作原理:光線由輸入孔入射后,在積分球內(nèi)部被均勻地反射及漫射,并在球面上形成均勻的光強(qiáng)分布,輸出孔所得到的光線為非常均勻的漫射光束。而且入射光的入射角度、空間分布、以及極性都不會(huì)對(duì)輸出的光束強(qiáng)度和均勻度造成影響。同時(shí)因?yàn)楣饩€經(jīng)過積分球內(nèi)部的均勻分布后才射出,因此積分球也可當(dāng)作一個(gè)光強(qiáng)衰減器,輸出強(qiáng)度與輸入強(qiáng)度比大約為:光輸出孔面積/積分球內(nèi)部的表面積。對(duì)于積分球內(nèi)壁上的輻亮度必須考慮多次反射與開口處通量損失。若以傳播距離不同偏軸半徑光強(qiáng)度與同距離時(shí)軸心點(diǎn)所接收的光強(qiáng)度的比值表示縱坐標(biāo),以光積分球出口的垂直距離為橫坐標(biāo)??梢钥闯龇e分球出射的光斑隨著距離的增加而均勻,首先是偏軸半徑的光強(qiáng)與中心光強(qiáng)相差的增大,然后隨著距離越來越大,光斑又趨于均勻。VIS-NIR光源Helios標(biāo)準(zhǔn)光源使用方法在光學(xué)成像系統(tǒng)中,積分球起到了關(guān)鍵的光源調(diào)節(jié)作用。
入射到整個(gè)積分球體表面的總通量的n次反射的交換可以用冪級(jí)數(shù)來建模,并簡(jiǎn)化為一個(gè)簡(jiǎn)單的輻射方程:式中Φ為入射到積分球內(nèi)的光,As為積分球壁面積,p為積分球壁反射率,f為開口端口面積占比。簡(jiǎn)化的輻射度方程可用于模擬光和LED測(cè)量應(yīng)用的光學(xué)效率。這些應(yīng)用包括用于激光表征的光學(xué)衰減,進(jìn)入光纖或安裝在積分球體上的探測(cè)器表面的通量,用于圖像傳感器的光譜輻射度和用于非成像光學(xué)傳感傳感器的光譜輻照度,或積分球體應(yīng)用所需的其他許多輻射和光度參數(shù)。
電參數(shù):電參數(shù)包括:電流、電壓、功率、功率參數(shù)。1、電流和電壓,指測(cè)試燈管的管電流和管電壓。2、功率因數(shù),燈的有用功率除以視在功率稱為該燈的功率因數(shù),一般情況下,功率因數(shù)越大越好。3、燈電流波峰系數(shù),燈電流的峰值與電流的均方根之比稱為燈電流波峰系數(shù),亦稱電流波峰比。4、頻率,對(duì)于交流電源,頻率應(yīng)與整流器頻率一致,為50Hz±0.5%;對(duì)于高頻電源,其頻率應(yīng)在20KHz以上。積分球結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,人們對(duì)積分球進(jìn)行光輻射測(cè)量存在誤解。積分球的概念,源自古希臘數(shù)學(xué)家阿基米德,他通過積分球體積求解球體表面積。
擋板,一般來說,進(jìn)入積分球的光不應(yīng)直接照射探測(cè)器元件或探測(cè)器收集直接反射率的球壁區(qū)域。為了達(dá)到這一目的,在積分球設(shè)計(jì)中經(jīng)常使用擋板。然而,由于該裝置不是一個(gè)完美的積分球,擋板會(huì)導(dǎo)致測(cè)試結(jié)果不準(zhǔn)確。入射到擋板上的光不能均勻地照亮積分球的其余部分。建議在球體設(shè)計(jì)中盡量減少擋板的數(shù)量。應(yīng)用,任何應(yīng)用的積分球的設(shè)計(jì)都涉及一些基本參數(shù)。這些包括基于積分球端口開口和外部設(shè)備的數(shù)量和尺寸選擇較佳積分球直徑。在選擇積分球內(nèi)部涂層的過程中,應(yīng)考慮光譜范圍和性能要求。還應(yīng)考慮使用擋板來控制入射輻射度和探測(cè)器視場(chǎng),以及使用輻射度測(cè)量模型來確定積分球與探測(cè)系統(tǒng)的耦合效率。積分球在物理學(xué)中,是研究物質(zhì)分布、電場(chǎng)、磁場(chǎng)的重要工具。C光源積分球測(cè)試范圍
積分球的直徑可以根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整,常見的直徑有10厘米、20厘米等。VIS-NIR光源Helios標(biāo)準(zhǔn)光源使用方法
將待測(cè)樣品置于球壁或球心,把光束引入球內(nèi),并依次照射樣品和球內(nèi)壁的高漫反射涂層(或已知反射比的標(biāo)準(zhǔn)反射體),從樣品及球內(nèi)壁反射的光束,經(jīng)球內(nèi)多次反射后,在球壁產(chǎn)生的輻射照度與樣品及球內(nèi)初次被照面的反射比有關(guān)。在球內(nèi)壁另一位置的探測(cè)器將分別產(chǎn)生兩個(gè)輸出信號(hào),其比值即為樣品反射比的一定測(cè)量。若用標(biāo)準(zhǔn)反射體,則探測(cè)器的兩個(gè)輸出信號(hào)比就是樣品與標(biāo)準(zhǔn)反射體的反射比之比值,因此給出反射比的相對(duì)測(cè)量。將待測(cè)樣品置于球壁或球心,把光束引入球內(nèi)(或在入射孔處放一漫透射體),并在入射孔與樣品之間用擋板屏蔽。進(jìn)入球內(nèi)的光束經(jīng)多次反射后,使球壁成為一個(gè)理想的漫射光源。將探測(cè)器一次對(duì)準(zhǔn)樣品和球壁某部位測(cè)量,其比值就是樣品的反射比。VIS-NIR光源Helios標(biāo)準(zhǔn)光源使用方法