光學:光學(optics),是研究光(電磁波)的行為和性質,以及光和物質相互作用的物理學科。傳統的光學只研究可見光,現代光學已擴展到對全波段電磁波的研究。光是一種電磁波,在物理學中,電磁波由電動力學中的麥克斯韋方程組描述;同時,光具有波粒二象性,需要用量子力學表達。學科發現:光學的起源在西方很早就有光學知識的記載,歐幾里得(Euclid,公元前約330~260)的<反射光學>(Catoptrica)研究了光的反射;阿拉伯學者阿勒·哈增(AI-Hazen,965~1038)寫過一部<光學全書>,討論了許多光學的現象。積分球測量系統通常包括球體、探測器、電源和數據分析軟件。積分球廠商

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,使測里精度再現性大幅提高。Spectra-UT 超可調光譜太陽光模擬器廠商在積分球內部,任何位置的照度都幾乎相同,這是其獨特優勢之一。

歷史發展:光學是一門有悠久歷史的學科,它的發展史可追溯到2000多年前。人類對光的研究,較初主要是試圖回答“人怎么能看見周圍的物體?”之類問題。約在公元前400多年(先秦時代),中國的《墨經》中記錄了世界上較早的光學知識。它有八條關于光學的記載,敘述影的定義和生成,光的直線傳播性和小孔成像,并且以嚴謹的文字討論了在平面鏡、凹球面鏡和凸球面鏡中物和像的關系。使用直流電源時,應確保穩流模式下電流和電壓的穩定調節。由于直流電源自帶的電壓表和電流表可能未經計量,因此需要外接功率計來監控電參數的準確性。若查驗結果顯示光通量在設備聲明的不確定度范圍內,則設備可判定為合格并直接投入使用;否則,需進行定標校準。
測量方法:不同于分布光度計的測量方式,積分球采用了相對比較法。在實際測量中,所得到的數據是通過與標準燈的比較計算而來的。因此,在進行實際測量之前,通常需要先用標準燈進行定標。定標的過程,實質上是用已知精確值的燈具來幫助設備建立標準,以便后續與實際測量值進行對比。值得注意的是,即便是經過定標的設備,在使用不同的標準燈進行查驗時,所得出的特性值仍可能存在誤差。這些誤差大致可分為兩種類型:一種是固定數值誤差,如圖所示,圖中y軸表示誤差大小,我們可以觀察到每個測試點所呈現的誤差均為10,這便是一種固定數值誤差的理想展示方式。此外,還存在另一種誤差類型——百分比誤差。這種誤差以X±2%的形式表示,其數學含義可以簡化為y=ax+b的直線方程。在理解上,我們可以將其視為一個變化量與固定值的比例關系,從而更直觀地反映測量結果的偏差。通過使用1、2、3、4這四個標燈對已定標的設備進行檢驗,我們可以大致描繪出誤差的變化趨勢。這意味著在1至4標燈的光通量范圍內,我們能夠有效地控制誤差的范圍。積分球測試法避免了直接測量光源時可能出現的角度依賴性問題。

影響空間均勻性的關鍵因素及優化:理想情況下的均勻性近乎完美,但實際應用中會受到多種因素干擾:端口開孔:較小化總面積: 所有端口面積總和應盡可能小(通常要求 < 5% 球體內表面積)。這是較重要的設計原則。優化端口位置: 避免端口直對(如光源口不直對探測口或樣品口),利用擋板阻擋直接光路。端口內壁處理: 端口內壁應延伸一定深度并涂覆與主球相同的涂層,使其也具備朗伯反射特性,減少“黑洞”效應。問題: 端口(光源口、樣品口、探測口、觀察口、擋板支撐口等)破壞了球壁的連續性和反射特性,是吸收光的“黑洞”,也是光可能直接逸出的地方。積分球可用于測量紫外(UV)和紅外(IR)光源,但需特殊涂層適配。Helios標準光源模擬器
積分球普遍應用于汽車照明、顯示屏背光、投影儀等產品的光學性能測試。積分球廠商
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。積分球廠商