由于積分球較常用于穩(wěn)態(tài)條件下,隨著積分球涂層反射率的增加和開口端口面積比例的減小,產(chǎn)生穩(wěn)態(tài)輻射度的反射次數(shù)越多。因此,積分球設(shè)計(jì)應(yīng)嘗試優(yōu)化這兩個(gè)參數(shù),以獲得較佳的輻射通量空間積分。圖2是一個(gè)機(jī)器人成像系統(tǒng)的圖像,用于通過(guò)積分球參考端口映射空間均勻性。涂層,在為積分球選擇涂層時(shí),必須考慮兩個(gè)因素:反射率和耐久性。例如,如果有足夠的光線,并且積分球?qū)⒃诳赡軐?dǎo)致積分球收集污垢或灰塵的環(huán)境中使用,則耐久性和可清洗的涂層是您的理想選擇。積分球內(nèi)部裝置,包括擋板、燈具和燈座,會(huì)吸收輻射源的部分能量,降低球體的空間均勻性。通過(guò)在所有可能的表面上使用高反射漫反射涂層,可以改善空間均勻性的降低。積分球被廣泛應(yīng)用于照明產(chǎn)品的性能測(cè)試中。光學(xué)積分球量子效率
這種輻射度交換一次又一次地發(fā)生,直到它在空間上整合。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(lái)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)。智能手機(jī)紅外傳感器Helios標(biāo)準(zhǔn)光源定制積分球在光學(xué)領(lǐng)域,如光纖通信、激光傳輸?shù)确矫?,具有重要意義。
積分球測(cè)試基礎(chǔ)知識(shí):光參數(shù):1、光通量,在單位時(shí)間內(nèi),某種光源發(fā)出的可見光量稱為該光源的光通量(即光輸出),單位為流明(lm)。2、光效,光源所發(fā)出的光通量與所消耗的電功率之比稱為光效,單位為流明/瓦(lm/W)。3、初始光通量,燈在點(diǎn)亮100小時(shí)后測(cè)試出的光通量稱為初始光通量。4、光通維持率,燈在規(guī)定條件下點(diǎn)亮,在壽命期內(nèi)某一特定時(shí)間的光通量與該燈的初始光通量之比為光通維持率,用百分比表示。燈具的積分球/光譜測(cè)試主要輸出的參數(shù)有:顯示指數(shù)、色溫、X&Y值、色容差、色度差,也可以測(cè)試光源類產(chǎn)品的光通量效率。
積分球看起來(lái)很簡(jiǎn)單,該光學(xué)設(shè)備包括一個(gè)中空的球形腔體,內(nèi)部涂有特殊的高反射朗伯涂層,用于均勻散射和漫射入射光。積分球設(shè)有入口和出口。通過(guò)變換積分球的配置,如光源、配件、開口等可實(shí)現(xiàn)不同的應(yīng)用。積分球工作原理:積分球類似于擴(kuò)散器,保留更多的光線信息,包括光的顏色、強(qiáng)度等,忽略了空間信息(無(wú)法告訴我們?cè)谇蝮w表面的不同位置上光的強(qiáng)度是如何分布的)。積分球的內(nèi)表面是高朗伯特性漫反射材料,這種材料能夠?qū)⑷肷涞墓饩€以相同的強(qiáng)度反射到各個(gè)方向,從而使得光線在球內(nèi)經(jīng)過(guò)多次反射和散射后,能夠均勻地分布,減少光線原始方向的影響。在光電測(cè)試中,積分球確保了光源的穩(wěn)定性和均勻性。
技術(shù)優(yōu)勢(shì)特點(diǎn):光譜響應(yīng)在250-2300nm范圍內(nèi)反射率大于94-99%(取決于內(nèi)壁的厚度),積分球出光/測(cè)量口均勻性優(yōu)于0.1%,光譜光學(xué)性能反射率高,光譜中性,均勻穩(wěn)定性好,內(nèi)膽鑄模而成不透光,光學(xué)響應(yīng)效率高;涂層強(qiáng)度高,整體性好,不怕潮濕,甚至可以用于水底測(cè)量,耐高溫可達(dá)200°C,可應(yīng)用于更惡劣的環(huán)境中,如酸、堿、鹽水溶液中光測(cè)量。其他分類:全吸收積分球、定制積分球、帶光譜標(biāo)定校準(zhǔn)積分球、透射反射積分球、激光功率積分球、霧度積分球。在科研領(lǐng)域,積分球被廣泛應(yīng)用于各種光學(xué)實(shí)驗(yàn)中。LED太陽(yáng)光模擬器量子效率
積分球不僅提高了光源的均勻性,也降低了光源對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾。光學(xué)積分球量子效率
積分球的基本性能很容易理解,并構(gòu)成了其多功能性的基礎(chǔ)。簡(jiǎn)單地說(shuō),積分球作為光收集器,收集的光可成為照明的光源,或者被采樣用于光測(cè)量。作為輻射計(jì)或光度計(jì)的一部分,積分球可以直接測(cè)量來(lái)自燈、led或激光的輻射通量密度。積分球性能不斷完善,其性能與組件和設(shè)計(jì)規(guī)格質(zhì)量息息相關(guān)。一般而言,光學(xué)擴(kuò)散片在小心使用下,可降低測(cè)量時(shí)因探測(cè)器上的入射光源不均勻分布或光束偏移所造成的微小誤差,因此可以提高測(cè)量的準(zhǔn)確性。但是在精密的測(cè)量時(shí),就必須使用積分球作為光學(xué)擴(kuò)散器使得上述的誤差較小。光學(xué)積分球量子效率