实验室常用的积分球通常由铸铁制成,内壁涂有一层白色的粗糙涂层,主要成分是硫酸钡,这种涂层能够有效地产生漫反射,确保球面光强均匀。球壁上设有专门用于安装探头的开孔,这些探头与外置的高精度快速光谱辐射计相连。较新的实验室积分球还配备了光学探头,具备测量采样功能。此外,为确保测量的准确性,光源与探头之间会安装一块与球内壁涂层相同的挡板。球体内还设有用于安装灯管和灯座的支架,而光源的供电则由外部的交流稳压电源提供,同时配合功率计对电参数进行实时监控。积分球测量系统通常包括球体、探测器、电源和数据分析软件。D55光源均匀光源模拟器

在光源测试领域,积分球堪称一颗璀璨的瑰宝,以其突出的光源捕捉和分析能力,赢得了普遍赞誉。作为一种特殊的球体结构,积分球内部涂覆着高反射性涂料,光源从中发射出的光线在球体内进行均匀反射,实现了精确的光源性能评估。本文将深度探讨积分球的原理、结构和应用。在光源测试领域,积分球堪称一颗璀璨的瑰宝,以其突出的光源捕捉和分析能力,赢得了普遍赞誉。作为一种特殊的球体结构,积分球内部涂覆着高反射性涂料,光源从中发射出的光线在球体内进行均匀反射,实现了精确的光源性能评估。Spectra-PT亮度可调太阳光模拟器使用方法积分球在安防行业用于测试红外夜视灯、激光测距仪的光学性能。

光学:光学(optics),是研究光(电磁波)的行为和性质,以及光和物质相互作用的物理学科。传统的光学只研究可见光,现代光学已扩展到对全波段电磁波的研究。光是一种电磁波,在物理学中,电磁波由电动力学中的麦克斯韦方程组描述;同时,光具有波粒二象性,需要用量子力学表达。学科发现:光学的起源在西方很早就有光学知识的记载,欧几里得(Euclid,公元前约330~260)的<反射光学>(Catoptrica)研究了光的反射;阿拉伯学者阿勒·哈增(AI-Hazen,965~1038)写过一部<光学全书>,讨论了许多光学的现象。
空间均匀性的形成原理:高漫反射涂层的主要作用:光线撞击球壁任意一点时,会向整个半球空间均匀散射(遵循余弦定律)。从球腔内任意一点观察球壁任意一点,其亮度是相同的(各向同性)。球壁涂层(如BaSO₄或PTFE)具有近乎完美的朗伯体散射特性。这意味着:这种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响。多次反射与光混合:光源发出的光(或样品反射的光)首先照射到球壁某点A。点A将光向整个球腔空间漫反射。这些散射光中的一部分会照射到球壁其他点(B, C, D...),这些点同样进行朗伯漫反射。经过4-5次或更多次这样的漫反射后,光在球腔内的传播路径变得极其复杂且随机。较终,来自不同初始位置和方向的光线在球腔内充分混合叠加,使得球内任意位置接收到的光通量(辐照度)基本相等。积分球可用于测量反射材料的反射率,如反光膜、镜面等。

积分球的主要用途:积分球普遍应用于光学测量与工业检测领域,具体功能包括:光通量测试:通过测量光源的总辐射通量,评价其发光效率(如LED灯泡的光效评估)。色温与显色性分析:结合光谱仪,可精确计算光源的色坐标、色温及显色指数(CRI),用于显示屏、照明产品的质量控制。材料反射/透射率检测:测试涂层、镜片等材料的反射率或透射率,辅助光学元件(如滤光片)的研发与生产。标准光源校准:作为辐射标准传递的中间设备,校准光度计、光谱仪等仪器的灵敏度与一致性。积分球是一种用于测量光源光通量的标准光学仪器,内部涂有高反射率漫反射材料。氙灯辐射定标焦平面阵列
积分球测试数据可用于产品认证,如能源之星(Energy Star)等标准。D55光源均匀光源模拟器
下文将从原理、用途及典型场景三方面展开说明。积分球的工作原理:1. 基本结构与材料特性:积分球通常为空心球体,内壁涂覆高反射率的漫反射材料(如硫酸钡或聚四氟乙烯),反射率可达98%以上。球壁设有多个开口,分别用于放置待测光源、探测器或辅助光源。这种设计使光线在球体内经过多次反射后形成均匀的漫射光场。2. 光场均匀化过程:当光源从输入孔进入积分球后,光线会在内壁反复反射和散射。由于涂层的朗伯体特性(各方向反射光强度一致),光线分布逐渐均匀化,较终在球内形成稳定的均匀光场。3. 消除方向性误差的优势:传统光学测量易受光源方向性影响,而积分球通过漫反射原理消除这一干扰,确保测量结果只反映光源本身的辐射特性。D55光源均匀光源模拟器