积分球的应用:在光源测试领域,积分球拥有普遍的应用场景,主要包括以下方面:1. 光源评估:通过测量光源发出的光线,可评估光源的发光特性,如光通量、色温与显色指数等。2. 光谱分析:利用积分球测量不同波长的光线,可以获取光源的光谱信息,从而了解光源的光谱特性。3. 环境光测量:在室内照明设计中,环境光对光源的影响需要考虑。通过使用积分球测量环境光,可以评估光源的光照强度和均匀性。4. 光强测量:通过测量光源发出的光强分布,可评估光源的功率分布和输出特性。积分球测试时需考虑自吸收效应,即光源自身遮挡导致的光通量测量误差。Spectra-FT精细可调光谱Helios标准光源使用方法
优化:挡板:光源光直接照射到样品或探测器(造成巨大误差)。样品的镜面反射光直接进入探测器端口(在测漫反射时)。作用: 挡板是保证均匀性的关键结构!它阻挡:设计: 挡板本身应涂覆高反射涂层,其尺寸和位置需精确计算,确保光线必须经过至少一次(通常是多次)球壁反射才能到达目标(样品或探测器),强制光充分混合。挡板自身也会造成小范围阴影和不均匀。涂层本身的不完美:问题: 实际涂层反射率 < 100%(有吸收),且可能不是完美的朗伯体或光谱中性(不同波长反射率略有差异)。优化: 选择较高反射率、较佳朗伯特性和光谱中性的涂层(如Spectralon™优于BaSO₄),并定期清洁维护。Spectra-FT精细可调光谱Helios标准光源使用方法其内壁涂层通常选用硫酸钡或聚四氟乙烯,以实现高反射与低吸收特性。
为获得较高的测量准确度,积分球的开孔比应尽可能小。开孔比定义为积分球开孔处的球面积与整个球内壁面积之比。基本释义integrating sphere:具有高反射性内表面的空心球体。用来对处于球内或放在球外并靠近某个窗口处的试样对光的散射或发射进行收集的一种高效率器件。球上的小窗口可以让光进入并与检测器靠得较近。积分球又称为光通球,是一个中空的完整球壳。内壁涂白色漫反射层,且球内壁各点漫射均匀。光源S在球壁上任意一点B上产生的光照度是由多次反射光产生的光照度叠加而成的。
积分球是一种具有高反射性内表面的空心球体,其内部中空且内球面均匀地涂有漫反射材料。这种涂有漫反射材料的球体具有匀光与混光的作用,能够收集、扩散和反射光线,使得光线能够均匀地分布在球体内部,从而实现均匀的光照效果。积分球的工作原理基于漫反射和光的均匀分布。当光线进入球内,经过多次反射和散射,较终形成一个均匀的光场。这种均匀光场使得积分球内部任意一点的光照度都相等,从而保证了测量结果的准确性和稳定性。积分球开口处可安装待测光源,光线在球内多次反射后达到均匀分布。
下文将从原理、用途及典型场景三方面展开说明。积分球的工作原理:1. 基本结构与材料特性:积分球通常为空心球体,内壁涂覆高反射率的漫反射材料(如硫酸钡或聚四氟乙烯),反射率可达98%以上。球壁设有多个开口,分别用于放置待测光源、探测器或辅助光源。这种设计使光线在球体内经过多次反射后形成均匀的漫射光场。2. 光场均匀化过程:当光源从输入孔进入积分球后,光线会在内壁反复反射和散射。由于涂层的朗伯体特性(各方向反射光强度一致),光线分布逐渐均匀化,较终在球内形成稳定的均匀光场。3. 消除方向性误差的优势:传统光学测量易受光源方向性影响,而积分球通过漫反射原理消除这一干扰,确保测量结果只反映光源本身的辐射特性。积分球技术不断进步,新型涂层材料的应用进一步提升了测试精度。低亮度均匀光源模块化设计
积分球内部涂层老化会导致反射率下降,需定期更换或重新喷涂。Spectra-FT精细可调光谱Helios标准光源使用方法
测试步骤:查验。在设备使用前,必须进行严格的查验。这一步骤中,应选用与测试样品光通量相近的标准灯,并仔细核对标准灯的计量日期和计量周期,以确保其处于有效使用范围内。一旦计量证书检查合格,便可将标准灯安装在积分球内,并连接外接直流电源和功率计。接下来,按照计量证书上声明的电流(电压)来点亮标准灯,并确保光源准确位于积分球的中心。然后,在软件操作界面中启动连续测试,直至测得的光通量达到稳定状态,即可读取光通量值。通常,若5分钟内光通量的变化不超过0.5%,则认为已达到稳定状态。Spectra-FT精细可调光谱Helios标准光源使用方法