積分球內(nèi)部涂層的選擇:在選擇積分球時,漫反射涂層的選擇非常重要,漫反射涂層或材料的反射率——越高越好?!案叩姆瓷渎室馕吨庠诒晃罩霸谇蝮w內(nèi)有更多的反射,”Labsphere銷售和營銷副總裁Peter Weitzman說,“因此集成度更好,測量精度也更好?!甭瓷渫苛蠂娡糠绞酵ǔ0▏婌F式或粉末式。積分球內(nèi)部噴涂哪種漫反射涂層,取決于系統(tǒng)使用環(huán)境,以及使用積分球測試的波段范圍。針對極l端條件或者小積分球,燒結(jié)聚四氟乙烯(PTFE或Teflon)提供非常好的性能。例如Labsphere的Spectralon EPV漫反射材料可用于深紫外、極l端物理和真空中。典型的硫酸鋇涂層,盡管也可在近紫外和紅外使用,但主要用于可見光波段范圍。鍍金漫反射涂層主要應(yīng)用于NIR-MIR波段范圍。每種漫反射涂層的較佳使用波段范圍和概述詳見生產(chǎn)商的網(wǎng)站發(fā)布內(nèi)容。積分球被廣泛應(yīng)用于照明產(chǎn)品的性能測試中。OLED輻射定標(biāo)作用
顯然,有的積分球采用平面擋板封貼于2π開口處,這樣就嚴(yán)重破壞了球體的球面度,進(jìn)而影響光線散射的均勻性。特別是當(dāng)2π開口比較大時,這種影響就更加明顯。積分球的外觀確是個中空的球體,外壁由金屬構(gòu)成,內(nèi)壁涂有擴(kuò)散率很高的物質(zhì),如:硫酸鋇(BaSO4)或詩貝倫(SPEKTRON);硫酸鋇涂層的積分球價格較便宜,等效透過率的基線平坦度 T入稍差,但反射率(P入)較高,可達(dá)到 P入≥0.92;而詩貝倫涂層的積分球剛好與硫酸鋇涂層的相反,它的基線平坦度 T入 更趨于平直,但反射率稍差,P入≥0.80。它的內(nèi)徑可以做到從幾十毫米~幾百毫米不等;但內(nèi)徑越大則價格也越貴。OLED輻射定標(biāo)作用在光學(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。
積分球在分光色差儀中的作用:在分光色差儀中,積分球的作用非常重要。首先,它可以消除光源本身原因造成的出射光線不均勻或者帶有偏振方向。由于積分球的內(nèi)部具有很多顆粒,因此可以將各個波長的光分開。其次,積分球可以確保待測光源射入分光測色儀的角度相同。在更高級的分光色差儀中,積分球與分光器搭配使用,將積分球輸出的孔銜接與分光器的入射光柵前,以確保待測光源射入分光測色儀的角度相同,使測里精度再現(xiàn)性大幅提高。
典型應(yīng)用場景:1. 均勻光源系統(tǒng)?:積分球可搭配高穩(wěn)定光源,生成動態(tài)范圍可調(diào)的均勻光場,用于相機(jī)焦平面陣列的像素增益歸一化測試。例如,在智能手機(jī)攝像頭生產(chǎn)線上,積分球可快速檢測鏡頭模組的成像均勻性。2. 高精度輻射測量?:在科研領(lǐng)域,積分球用于標(biāo)定輻亮度計和光譜輻射計。例如,在環(huán)境監(jiān)測中,衛(wèi)星搭載的光學(xué)儀器需定期通過積分球校準(zhǔn),以確保大氣成分?jǐn)?shù)據(jù)的可靠性。3. 多波段光譜分析?:積分球支持紫外至紅外波段的光譜測試。在光伏產(chǎn)業(yè)中,太陽能電池的光譜響應(yīng)特性可通過積分球結(jié)合單色儀進(jìn)行精確測量。球坐標(biāo)系下,積分球體積元素的推導(dǎo),展現(xiàn)了數(shù)學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn)與美妙。
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)。積分球作為一種光學(xué)元件,具有廣泛的應(yīng)用前景。VIS-NIR光源均勻光源量子效率
積分球是數(shù)學(xué)建模的基石,培養(yǎng)著學(xué)生的空間想象力和邏輯思維。OLED輻射定標(biāo)作用
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。OLED輻射定標(biāo)作用