當一束輻通量為Φ(λ)的光源經光孔進入內球半徑為R的積分球內,經涂層多次漫反射后,形成均勻照明。設除投射面外,其余內壁任一點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)為積分球內壁的光譜反射比;Φ(λ)為進入進入積分球的光譜輻通量;R為積分球內球半徑;f為積分球開口球面面積與積分球總的內反射表面積之比。式中,當一束輻通量進入理想積分球后,除投射面外,球內表面任意點的照度(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、進入球的輻通量的函數,而與位置無關。在積分球測試中,光源的放置位置對結果有一定影響,需嚴格遵循規范。便攜式太陽光模擬器校準系統

積分球的涂層:積分球內壁涂層反射率ρ(λ)和積分球等效透過率τ(λ)是積分球較重要的質量指標。反射率:在給定方向照射下,物體反射到球空間的輻射通量與入射物體表面輻射通量之比積分球的擋光板:光源通常放在球中心,擋光板介于燈與窗口之間,擋屏的作用是使燈發出的光線不能直接到達球壁AB處,同時球壁ED處的漫反射光線也不能直接經過窗口而射向光探測器。為了使光探測的測量值準確并接近人眼視覺函數,除要求探測器具有良好的線性響應之外,還需要在前面加裝V(λ)濾光器。色溫可調輻射定標原理積分球技術促進了光學測量領域的標準化和規范化發展。

典型應用場景:1. 均勻光源系統?:積分球可搭配高穩定光源,生成動態范圍可調的均勻光場,用于相機焦平面陣列的像素增益歸一化測試。例如,在智能手機攝像頭生產線上,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?:在科研領域,積分球用于標定輻亮度計和光譜輻射計。例如,在環境監測中,衛星搭載的光學儀器需定期通過積分球校準,以確保大氣成分數據的可靠性。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。在光伏產業中,太陽能電池的光譜響應特性可通過積分球結合單色儀進行精確測量。
積分球原理和用途:積分球是一種通過內壁高反射材料均勻散射光線,用于測量光通量、色溫等光學參數的精密設備。?積分球的基本原理:積分球的主要原理基于光的多次漫反射?。其結構為密閉空心球體,內壁涂覆氧化鎂或硫酸鋇等高反射率材料(反射率可達99%以上)。當光線通過入口進入球體后,經過內壁涂層無數次的反射,較終在球內形成均勻的光照分布。均勻化機制?:光在球內壁的漫反射遵循朗伯定律(光線向各個方向均勻散射),消除光源形狀、入射角度等因素對測量的干擾。擋光板設計?:光源與探測器之間設置擋板,防止光線直射到探測器表面,確保測量值只來自均勻散射的光線,提升精度。?開孔比限制?:進光口和探測器開口面積需盡量小,通常控制在總內壁面積的5%以內,以減少光線逸出導致的誤差。積分球在光學教育領域也常被用作演示工具,幫助學生理解光學原理。

積分球的內壁應是良好的球兒面。通常要求它相對于理想球面的偏差應不大于內徑的0.2%。球內壁上涂以理想的漫反射材料。以便球內壁各點漫反射均勻。這種漫反射系數接近于1的材料常用是氧化鎂或者是硫酸鋇。并將它們和膠質粘合劑混合均勻以后。噴涂在積分球的內壁上面。其中氧化鎂涂層在可見光譜范圍內的光譜反射比都在99%以上。這樣進入積分球的光經過內壁涂層多次反射。從而在積分球內壁上形成均勻照度。在實驗研究過程當中為獲得較高的測量準確度。積分球的開孔比應盡可能小。開孔比定義為積分球開孔處的球面積與整個球內壁面積之比。積分球的基本原理是光通過采樣口被積分球收集。在積分球內部經過多次反射后非常均勻地散射在積分球內部。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。OLED均勻光源
積分球在太陽能電池效率測試中也有應用,用于模擬太陽光照射條件。便攜式太陽光模擬器校準系統
積分球又稱光度球、光通球等。是一個中空的完整球殼(即空腔球體)。其內壁涂有白色的漫反射材料。是可用于測試光源的光通量、色溫、光效等參數的高效率器件。光源S在球壁上任意一點B上產生的光照度。是由多次反射光產生的光照度疊加而成的。積分球內壁涂層反射率ρ(λ)和積分球等效透過率τ(λ)。都是積分球較重要的質量指標。積分球壁上開一個或者是幾個小窗孔。來用作進光孔和放置光接收器件的接收孔。積分球上的小窗孔可以讓光進入并與檢測器靠得較近。便攜式太陽光模擬器校準系統