積分球可降低并除去由光線地形狀、發(fā)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(yī)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(fā)射光性能。光在均勻分布的球壁作無規(guī)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。積分球常用于實驗室環(huán)境,要求恒溫恒濕以確保測量數據的穩(wěn)定性。Spectra-UT 超可調光譜太陽光模擬器均勻光源

積分球是一種內壁涂有白色漫反射材料的反射材料,又稱光度球、光通球等。在球壁上打開一個或多個窗孔,用作進光孔和放置光接收器件的接收孔。積分球的內壁應為良好的球面,通常要求其偏差不大于理想球面內徑的0.2%。球內壁涂有理想的漫反射材料,即漫反射系數接近1的材料。紫外線可見漫反射光譜的測試方法是積分球法。如圖4所示,光源發(fā)出的光通過內壁涂有Mgo(或BaSO4.Mgco等)的積分球進入樣品,收集樣品表面的反射光,然后投射到接收器(光電倍增管或光電池),產生電信號,用波長函數記錄在記錄儀上,成為光譜曲線。一般可以在紫外線可見分光光度計上裝配積分球附件來測量紫外線可見漫反射光譜。D75 光源Helios標準光源光譜測試儀積分球內部擋板用于防止光源直射探測器,提高測量準確性。

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。
空間均勻性的形成原理:高漫反射涂層的主要作用:光線撞擊球壁任意一點時,會向整個半球空間均勻散射(遵循余弦定律)。從球腔內任意一點觀察球壁任意一點,其亮度是相同的(各向同性)。球壁涂層(如BaSO?或PTFE)具有近乎完美的朗伯體散射特性。這意味著:這種特性使得每次反射都“重置”了光的方向信息,消除了入射光方向性的影響。多次反射與光混合:光源發(fā)出的光(或樣品反射的光)首先照射到球壁某點A。點A將光向整個球腔空間漫反射。這些散射光中的一部分會照射到球壁其他點(B, C, D...),這些點同樣進行朗伯漫反射。經過4-5次或更多次這樣的漫反射后,光在球腔內的傳播路徑變得極其復雜且隨機。較終,來自不同初始位置和方向的光線在球腔內充分混合疊加,使得球內任意位置接收到的光通量(輻照度)基本相等。積分球測試系統可結合軟件實現自動化測量,提高測試效率。

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。積分球內部涂層的反射率直接影響測量精度,需定期維護和清潔。HeliosHelios標準光源定制
使用積分球進行測試時,需遵循嚴格的操作流程以確保結果準確。Spectra-UT 超可調光譜太陽光模擬器均勻光源
積分球是一種具有高反射性內表面的空心球體,其內部中空且內球面均勻地涂有漫反射材料。這種涂有漫反射材料的球體具有勻光與混光的作用,能夠收集、擴散和反射光線,使得光線能夠均勻地分布在球體內部,從而實現均勻的光照效果。積分球的工作原理基于漫反射和光的均勻分布。當光線進入球內,經過多次反射和散射,較終形成一個均勻的光場。這種均勻光場使得積分球內部任意一點的光照度都相等,從而保證了測量結果的準確性和穩(wěn)定性。Spectra-UT 超可調光譜太陽光模擬器均勻光源