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。積分球測試系統的集成度越來越高,便于現場快速部署和測試。Spectra-FT精細可調光譜輻射定標單色光源

下文將從原理、用途及典型場景三方面展開說明。積分球的工作原理:1. 基本結構與材料特性?:積分球通常為空心球體,內壁涂覆高反射率的漫反射材料(如硫酸鋇或聚四氟乙烯),反射率可達98%以上。球壁設有多個開口,分別用于放置待測光源、探測器或輔助光源。這種設計使光線在球體內經過多次反射后形成均勻的漫射光場。?2. 光場均勻化過程?:當光源從輸入孔進入積分球后,光線會在內壁反復反射和散射。由于涂層的朗伯體特性(各方向反射光強度一致),光線分布逐漸均勻化,較終在球內形成穩定的均勻光場。?3. 消除方向性誤差的優勢?:傳統光學測量易受光源方向性影響,而積分球通過漫反射原理消除這一干擾,確保測量結果只反映光源本身的輻射特性。光測量積分球多光譜積分球在光生物安全測試中也有應用,評估光源對生物組織的潛在影響。

樣品本身:問題: 樣品會吸收光(反射率<100%),且其放置會遮擋部分球壁。高吸收性或大尺寸樣品會明顯破壞球內光場平衡。優化: 使用盡可能小的樣品,選擇低吸收性的背襯或樣品杯。測量時需用已知反射率的標準板(如>99%的PTFE)進行校準以補償樣品引入的擾動。球體尺寸:大球: 端口/擋板/樣品等對球內總表面積的相對占比更小,對均勻性的相對擾動更小,均勻性更好。但信號較弱(光通量密度低)。小球: 信號強,但端口等附件的影響更明顯,均勻性相對較差。支撐結構與內部物體:任何伸入球腔內部的物體(樣品架、支架、線纜)都會吸收和散射光,破壞均勻性。優化: 設計極簡支撐,使用細線纜,物體表面涂覆高反射涂層。
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。積分球通常配備光譜儀或光度探頭,用于分析光源的光譜特性和亮度。

積分球的典型應用:積分球的典型應用主要包括以下幾個方面:1.光學材料測試:積分球可用于測試光學材料的性能,如玻璃、塑料、晶體等。通過測量這些材料對光的反射和透射特性,可以評估其光學性能和質量。2.醫學光學測試:積分球可用于醫學光學測試,如生物組織的反射和透射特性、激光輻射的生物效應等。這些測試對于醫學研究和診斷具有重要意義。2.均勻光源:積分球可以產生均勻的光源,被普遍應用于照明工程、光學儀器測試等領域。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。低亮度積分球定制
積分球測試數據可用于產品認證,如能源之星(Energy Star)等標準。Spectra-FT精細可調光譜輻射定標單色光源
積分球的典型應用:積分球的典型應用主要包括以下幾個方面:1.光度測量:積分球可以用來測量各種光源的光度,如LED燈、熒光燈、白熾燈等。通過積分球內部的測量設備,可以準確地測量這些光源的光通量、光強度、色溫等光度參數。2.顏色測量:積分球可用于測量物體的顏色,包括反射光和透射光的測量。通過測量物體在不同波長下的反射率和透射率,可以確定物體的顏色特性,如色差、色溫等。3.環境光學測量:積分球可用于測量環境光學參數,如大氣光學、水光學等。在大氣研究中,積分球可用于測量大氣中光的散射、吸收和傳播特性;在水研究中,積分球可用于測量水中光的散射、吸收和穿透特性。Spectra-FT精細可調光譜輻射定標單色光源