太阳光模拟Helios标准光源焦平面阵列

积分球凭借其独特的光场均匀化能力，成为光学测量领域不可或缺的工具。从工业生产的质量控制到科研领域的高精度标定，其应用场景不断扩展，为光学技术的发展提供了重要支撑。色差仪积分球的测色原理：积分球是一个内壁涂有白色漫反射材料（漫反射系数接近于1，常用的是氧化镁或硫酸钡）的空腔球体，内壁是良好的球面（要求与理想球面的偏差应不大于内径的0.2%）。氧化镁涂层在可见光谱范围内的光谱反射比都在99%以上，这样，进入积分球的光经过内壁涂层多次反射，在内壁上形成均匀照度。积分球普遍应用于汽车照明、显示屏背光、投影仪等产品的光学性能测试。太阳光模拟Helios标准光源焦平面阵列

在颜色测量中，样品表面的物理状况会影响光的传播，当表面比较光滑时，样品光泽较高，镜面反射光会比较强，散射会比较弱；当表面比较粗糙时，样品光泽较低，镜面反射光会比较弱，散射会比较强。对于相同材质的样品，若只是光泽差异，在包含镜面反射状态下测量结果应该是一致的，这时其反映的是材质本身的颜色，称之为真实色；但在排除镜面反射状态下，样品间的差异会比较大，数据反映的是材质和表面物理状况的综合变化，称之为表观色。因此，积分球仪器在涂料行业，以及纺织、塑料、纸张等行业被普遍应用。吉林积分球测试积分球在虚拟现实、增强现实等领域的光学测试中也有潜在应用。

色差仪中有一个重要的组件就是积分球，一般而言，光学扩散片在小心使用下，可降低测量时因探测器上的入射光源不均匀分布或光束偏移所造成的微小误差，因此可以提高测量的准确性。但是在精密的测量时，就必须使用积分球作为光学扩散器使得上述的误差较小。积分球的基本原理是光通过采样口被积分球收集，如图1，在积分球内部经过多次反射后非常均匀地散射在积分球内部。使用积分球来测量光通量时，可使得测量结果更为可靠，积分球可降低并除去由光线的形状、发散角度、及探测器上不同位置的响应度差异所造成的测量误差。

积分球是一种内壁涂有白色漫反射材料的反射材料，又称光度球、光通球等。在球壁上打开一个或多个窗孔，用作进光孔和放置光接收器件的接收孔。积分球的内壁应为良好的球面，通常要求其偏差不大于理想球面内径的0.2%。球内壁涂有理想的漫反射材料，即漫反射系数接近1的材料。紫外线可见漫反射光谱的测试方法是积分球法。如图4所示，光源发出的光通过内壁涂有Mgo(或BaSO4.Mgco等)的积分球进入样品，收集样品表面的反射光，然后投射到接收器(光电倍增管或光电池)，产生电信号，用波长函数记录在记录仪上，成为光谱曲线。一般可以在紫外线可见分光光度计上装配积分球附件来测量紫外线可见漫反射光谱。积分球常用于实验室环境，要求恒温恒湿以确保测量数据的稳定性。

自《墨经》开始，公元11世纪阿拉伯人伊本·海赛木发明透镜；公元1590年到17世纪初，詹森和李普希同时单独地发明显微镜；一直到17世纪上半叶，才由斯涅耳和笛卡儿将光的反射和折射的观察结果，归结为这里大家所惯用的反射定律和折射定律。积分球的尺寸选择：积分球的尺寸可以根据实际需求进行选择，包括直径和高度。通常根据光源的大小和测量需求来选择合适的直径和高度。例如，对于较大的光源或需要较大的测量范围，可以选择较大的积分球尺寸。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。真空均匀光源校准光源

使用积分球时，需确保测试环境黑暗，以避免外界光线干扰。太阳光模拟Helios标准光源焦平面阵列

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。太阳光模拟Helios标准光源焦平面阵列