积分球辐射源是一种非常优异的定标光源,其输出的辐亮度面均匀性和稳定性是普通光源无法比拟的。在需要使用面光源的领域,被普遍用于光学探测器的实验室定标,空间光学遥感仪器发射前的地面辐射定标。因此辐射源的稳定性、准确性对于辐射定标非常关键,直接影响到被定标仪器探测结果。影响积分球辐射源输出稳定性和均匀性的主要因素包括积分球光源供电的恒流源稳定性、积分球内部材料的反射率稳定性和球内挡板设置,三者会影响积分球输出光通量、辐亮度变化和均匀性。积分球作为光学测量工具,广泛应用于光源均匀性检测。D65光源太阳光模拟器自动驾驶
积分球是一个内壁涂有白色漫反射材料的空腔球体,又称光度球,光通球等。 球壁上开一个或几个窗孔,用作进光孔和放置光接收器件的接收孔。积分球的内壁应是良好的球面,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,也就是漫反射系数接近于1的材料。常用的材料是氧化镁或硫酸钡,将它和胶质粘合剂混合均匀后,喷涂在内壁上。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,在内壁上形成均匀照度。D65光源太阳光模拟器自动驾驶积分球内部的涂层材料对光线的反射率有明显影响。
球体倍增因子,辐射度方程分为两部分。头一部分近似等于漫射表面的辐射度。第二部分是一个无量纲的量,可以被称为球体倍增因子球体倍增因子考虑了多次反射引起的辐射增加。图1说明了球体倍增因子的幅度及其对开口端系数和球体表面反射率的相关关系。预测积分球内部光通量密度的一种简化直观的方法可能是简单地将入射光通量除以积分球的总表面积。然而,球体倍增因子的效果是,积分球体的辐射度至少比这种简单直观的方法大一个数量级。一个方便的经验法则是,对于大多数真实积分球(0.94 < p < 0.99;0.02 < f < 0.05),球体倍增因子在10 ~ 30之间。
将待测样品置于球壁或球心,把光束引入球内,并依次照射样品和球内壁的高漫反射涂层(或已知反射比的标准反射体),从样品及球内壁反射的光束,经球内多次反射后,在球壁产生的辐射照度与样品及球内初次被照面的反射比有关。在球内壁另一位置的探测器将分别产生两个输出信号,其比值即为样品反射比的一定测量。若用标准反射体,则探测器的两个输出信号比就是样品与标准反射体的反射比之比值,因此给出反射比的相对测量。将待测样品置于球壁或球心,把光束引入球内(或在入射孔处放一漫透射体),并在入射孔与样品之间用挡板屏蔽。进入球内的光束经多次反射后,使球壁成为一个理想的漫射光源。将探测器一次对准样品和球壁某部位测量,其比值就是样品的反射比。积分球的直径可以根据需要进行调整,常见的直径有10厘米、20厘米等。
反射率和透射率,积分球的较大用途是测量漫射或散射材料的反射率和透射率。该测量方法简单,可定量表征材料(如薄膜,建筑玻璃,混浊液体)。在反射率测量中,样品和参考材料安装在样品端口的外部。积分球用于收集和集成总反射辐射度,为挡板探测器提供信号。在透射率测量中,安装在积分球壁上的样品由球体外的光源照射。然后,样品接收到的辐射度被部分反射、部分透射和部分吸收。积分球收集并集成透射组件,向挡板探测器提供信号。利用积分球,可以求解球体内部的温度场、流场等物理量分布。光测量Helios标准光源高光谱成像
积分球的设计精巧,为光学测量提供了理想的解决方案。D65光源太阳光模拟器自动驾驶
根据积分球的应用,积分球种类可以分为测激光功率积分球、反射率积分球、透光率积分球、荧光量子效率积分球、测水质分析积分球、均匀光源积分球等,根据材料和工艺又可分为喷涂积分球、发泡积分球、镀金积分球等等。积分球又称为光通球,光度球,是一个中空的完整的内壁涂有白色漫反射材料的开腔球体,球壳内壁上开有几个窗孔,用于进光孔和安放光接收器等。积分球内壁上涂有漫反射材料,也就是漫反射材料接近于1的材料,使得球内壁可见光的光谱范围内的光谱反射比都在99%以上。D65光源太阳光模拟器自动驾驶