積分:1.理想積分球原理理想積分球的條件:A、積分球地內表面為一完整地幾何球面,半徑處處相等;B、球內壁是中性均勻漫射面,對于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。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。積分球的開口比例需精心設計,以平衡光線進出與內部均勻性的需求。VIS-NIR光譜均勻光源單色光源

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。基本釋義integrating sphere:具有高反射性內表面的空心球體。用來對處于球內或放在球外并靠近某個窗口處的試樣對光的散射或發射進行收集的一種高效率器件。球上的小窗口可以讓光進入并與檢測器靠得較近。積分球又稱為光通球,是一個中空的完整球殼。內壁涂白色漫反射層,且球內壁各點漫射均勻。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。高動態范圍輻射定標量子效率隨著LED技術的普及,積分球在LED照明測試中的應用日益普遍。

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。
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)。積分球對于評估光源的顯色指數、色品坐標等色彩相關參數尤為有效。

積分球是一個空心球體,其外殼一般為金屬材料,外殼內涂有漫反射材料,外殼壁上有兩個或兩個以上的透光孔。球體的操作方法如下圖所示。聚光鏡和光闌處理后,發光變成平行光,通過積分球入口進入積分球。進入積分球的光會在積分球內漫反射多次,較終從出口均勻射出。通過檢測出口的光通量,可以根據公式轉換反射率、透射率等數據。這些積分球非常適合測量各種顏色的樣品,也適用于測量不透明或高方向的樣品。此外,帶有光陷阱的IS系列積分球還可以區分樣品的鏡面反射和漫反射,并分別進行測量和使用提示。IS系列優良積分球的內表面為PTFE材料,防止灰塵落入和手觸,避免水洗。使用后,請用黑膠帶粘貼開放式積分器入口,防止灰塵落入。積分球在光學薄膜性能測試中也發揮著重要作用,如反射率、透射率測量。高動態范圍輻射定標量子效率
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。VIS-NIR光譜均勻光源單色光源
積分球的優點和局限性:積分球作為一種光學元件,具有以下優點: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,提高測量精度。可以確保待測光源射入分光測色儀的角度相同,提高測量再現性。可以測量各種角度的光線,從而得到更全方面的顏色信息。然而,積分球也存在一些局限性:價格較高,制造和維修成本較大。對于不同形狀和尺寸的樣品,需要使用不同大小和形狀的積分球,通用性較差。在測量某些特定形狀和材質的樣品時,可能會產生誤差。VIS-NIR光譜均勻光源單色光源