在顏色測量儀器中,積分球具有以下兩方面功能:1.光接收器:被測光經積分球上的小孔進入球內,在內壁上設置一個或多個探測器。由光探測器輸出的光電流與積分球內壁的光照度成正比,也就是與進入積分球的光通量成正比。這樣,就可以根據輸出光電流的變化,得知進入積分球的光通量變化。2.均勻照亮的物面:在積分球內壁上與出光孔對稱且均勻地放置幾個燈泡(通常有四個或六個)。由燈泡發出的光經內壁多次漫反射而形成一個均勻照亮的發光球面,用它可作為被測光學系統的、亮度均勻的、大視場的物面(光學系統入瞳與出光孔基本重合)。該積分球用于照相物鏡的漸暈系數和像面照度均勻性的測量。使用積分球時,需確保測試環境黑暗,以避免外界光線干擾。Spectra-UT 超可調光譜均勻光源供應商

如何評估空間均勻性?通常通過實驗測量:在球內不同位置(尤其是可能不均勻的區域,如端口附近、擋板陰影區)放置小型探測器或光纖探頭。使用穩定光源照射積分球。測量各點的輻照度值。計算這些測量值的相對標準偏差 (RSD) 或較大偏差,作為均勻性的量化指標。高性能積分球的均勻性可達 ±0.5% ~ ±1% 甚至更好(在中心區域避開端口/擋板直接影響區)。積分球的空間均勻性是其功能實現的基石,源于:高反射、完美漫射(朗伯)的球壁涂層。光線在球腔內經歷充分的多次漫反射和混合。關鍵結構(擋板)阻擋直射光,強制光路混合。Spectra-UT 超可調光譜均勻光源供應商積分球內壁的微小瑕疵都可能影響測試結果,因此制造工藝極為講究。

積分球測反射的步驟:在進行積分球測反射時,通常遵循以下步驟:(1)設備準備:需要準備好積分球及相關的光源和探測器。確保設備在測試前已調整到受歡迎狀態,并進行必要的校準。(2)樣品準備:選擇待測樣品,并確保其表面光潔無瑕疵。樣品的尺寸和形狀應符合積分球的測量要求,以確保數據的準確性。(3)光源設置:將光源放置在積分球的適當位置,確保光線能夠均勻地照射到待測樣品上。光源的波長和功率應根據實驗需求進行選擇。(4)數據采集:開啟光源并開始測量。通過探測器收集反射光信號,并記錄相應的數據。一般來說,測量過程需要進行多次,以確保結果的可靠性和重復性。(5)數據分析:將采集到的數據進行分析,計算出樣品的反射率及其他相關參數。
理想積分球原理:理想積分球的條件:A、積分球的內表面為一完整的幾何球面,半徑處處相等;B、球內壁是中性均勻漫射面,對各種波長的入射光線具有相同的漫反射比;C、球內沒有任何物體,光源也看作只發光而沒有實物的抽象光源。理想積分球原理:設入射光直接在球內任一點建立的照度EA,在球內的另一點M處的照度為EA,在M處dS發生頭一次漫射出度為:故由朗伯定律的特性知dS面的光亮度為:A處dS發生漫射在M處產生的二次照度為:2、影響積分球測量精度的因素:A、球內壁是均勻的理想漫射層,服從朗伯定則;B、球內壁各點的反射率相等;C、球內壁白色涂層的漫射是中性的;D、球半徑處處相等,球內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 際情況與理想條件不符合會帶來測量誤差,故需修正。積分球的空間均勻性是其較主要的光學特性,也是其能夠精確測量反射率和作為均勻光源的基礎。它指的是:經過球壁足夠多次的漫反射后,球腔內任意位置的輻照度(單位面積接收到的光通量)趨于一致。這種均勻性不依賴于入射光的初始方向或位置(只要光通過端口進入球體)。使用積分球時,需注意避免灰塵、指紋等污染物附著在內壁。

相關定義詳解:(1)背景信號:在無信號輸入時,系統中仍會輸出的雜波信號。例如,在積分球中,當光源未點亮且球體密封時,理論上光通量應讀為0,但實際上仍能檢測到微小信號,這些信號即可視為背景信號。(2)偵測極限:設備或測量方法所能檢測到的較小極限。為避免背景信號干擾,使用設備前通常需校零,即濾除背景信號。換句話說,所有低于背景信號的信號都將被濾除,因此背景信號可視為該設備的偵測極限。(3)標準燈:在光學輻射計量中,標準燈用于復制和保持光度、輻射度量單位及量值傳遞。它們是經過校準的燈具,能在特定電流或電壓條件下發出固定光通量,是光學輻射計量中的關鍵標準量具。積分球適用于測量面光源、點光源和線光源,但需調整測試方法。光譜通用輻射定標校準系統
其內壁涂層通常選用硫酸鋇或聚四氟乙烯,以實現高反射與低吸收特性。Spectra-UT 超可調光譜均勻光源供應商
從而使用積分球來測量光通量時可使得測量結果更為可靠。積分球可降低并除去由光線地形狀、發散角度。及探測器上不同位置地響應度差異所造成地測量誤差。積分球基本的特征就是光學中較通用儀器的一種。另外光能的應用在各方面都在增多。例如纖維光學、激光技術、照相化學和醫學技術。積分球在這些領域都獲得了普遍的應用。并正在改進和取代那些結構復雜、價格昂貴的光學系統。由于積分球內表面具有超高反射和散射特性。所以它具備有著獨特的接收發射光性能。光在均勻分布的球壁作無規則反射。使能量可以作準確地測量。正由于積分球有此特性。改變它窗口位置及其幾何結構就可以獲得各種不同的應用了。Spectra-UT 超可調光譜均勻光源供應商