以下是积分球的工作原理:光线进入积分球:当光线进入积分球时,它将在球的内表面上进行反射。由于积分球的内表面是高反射材料,所以大部分光线将被反射,而不会逃逸出球体。光线在积分球内反射和混合在积分球内,光线经过多次反射和混合,形成均匀的光照分布。这种均匀分布的光照是积分球的重要特点,使得测量结果更加准确和可靠。光通量、色温和光谱分布的测量:测量仪器通过开口接收光线,并记录光通量、色温和光谱分布等参数。通过这种方式,积分球可以提供准确的光学测量结果。积分球的开口比例需精心设计,以平衡光线进出与内部均匀性的需求。D65光源太阳光模拟器均匀光源

积分球的内壁应是良好的球儿面。通常要求它相对于理想球面的偏差应不大于内径的0.2%。球内壁上涂以理想的漫反射材料。以便球内壁各点漫反射均匀。这种漫反射系数接近于1的材料常用是氧化镁或者是硫酸钡。并将它们和胶质粘合剂混合均匀以后。喷涂在积分球的内壁上面。其中氧化镁涂层在可见光谱范围内的光谱反射比都在99%以上。这样进入积分球的光经过内壁涂层多次反射。从而在积分球内壁上形成均匀照度。在实验研究过程当中为获得较高的测量准确度。积分球的开孔比应尽可能小。开孔比定义为积分球开孔处的球面积与整个球内壁面积之比。积分球的基本原理是光通过采样口被积分球收集。在积分球内部经过多次反射后非常均匀地散射在积分球内部。Spectra-CT 色温可调积分球原理使用积分球进行测试时,需定期校准以维持其长期稳定性和准确性。

典型应用场景:1. 均匀光源系统:积分球可搭配高稳定光源,生成动态范围可调的均匀光场,用于相机焦平面阵列的像素增益归一化测试。例如,在智能手机摄像头生产线上,积分球可快速检测镜头模组的成像均匀性。2. 高精度辐射测量:在科研领域,积分球用于标定辐亮度计和光谱辐射计。例如,在环境监测中,卫星搭载的光学仪器需定期通过积分球校准,以确保大气成分数据的可靠性。3. 多波段光谱分析:积分球支持紫外至红外波段的光谱测试。在光伏产业中,太阳能电池的光谱响应特性可通过积分球结合单色仪进行精确测量。
积分球是一个空心球体,其外壳一般为金属材料,外壳内涂有漫反射材料,外壳壁上有两个或两个以上的透光孔。球体的操作方法如下图所示。聚光镜和光阑处理后,发光变成平行光,通过积分球入口进入积分球。进入积分球的光会在积分球内漫反射多次,较终从出口均匀射出。通过检测出口的光通量,可以根据公式转换反射率、透射率等数据。这些积分球非常适合测量各种颜色的样品,也适用于测量不透明或高方向的样品。此外,带有光陷阱的IS系列积分球还可以区分样品的镜面反射和漫反射,并分别进行测量和使用提示。IS系列优良积分球的内表面为PTFE材料,防止灰尘落入和手触,避免水洗。使用后,请用黑胶带粘贴开放式积分器入口,防止灰尘落入。积分球可用于测量闪光灯、频闪光源的瞬时光通量输出。

积分球的应用:在光源测试领域,积分球拥有普遍的应用场景,主要包括以下方面:1. 光源评估:通过测量光源发出的光线,可评估光源的发光特性,如光通量、色温与显色指数等。2. 光谱分析:利用积分球测量不同波长的光线,可以获取光源的光谱信息,从而了解光源的光谱特性。3. 环境光测量:在室内照明设计中,环境光对光源的影响需要考虑。通过使用积分球测量环境光,可以评估光源的光照强度和均匀性。4. 光强测量:通过测量光源发出的光强分布,可评估光源的功率分布和输出特性。积分球测试时需避免电磁干扰,确保光电探测器的信号稳定性。光谱通用均匀光源厂商
积分球在医疗设备行业用于检测手术灯、内窥镜光源的光学质量。D65光源太阳光模拟器均匀光源
影响空间均匀性的关键因素及优化:理想情况下的均匀性近乎完美,但实际应用中会受到多种因素干扰:端口开孔:较小化总面积: 所有端口面积总和应尽可能小(通常要求 < 5% 球体内表面积)。这是较重要的设计原则。优化端口位置: 避免端口直对(如光源口不直对探测口或样品口),利用挡板阻挡直接光路。端口内壁处理: 端口内壁应延伸一定深度并涂覆与主球相同的涂层,使其也具备朗伯反射特性,减少“黑洞”效应。问题: 端口(光源口、样品口、探测口、观察口、挡板支撑口等)破坏了球壁的连续性和反射特性,是吸收光的“黑洞”,也是光可能直接逸出的地方。D65光源太阳光模拟器均匀光源