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。随着智能照明的发展,积分球在智能光源性能测试中的作用日益凸显。D75 光源Helios标准光源测试范围

测试步骤:测试前准备:(1)根据灯具的实际尺寸,挑选适合的积分球;(2)依据灯具光源的光通量,选取相近的标准灯进行校验和定标;(3)确保环境温度维持在25±1℃,且在测试过程中,应避免空调风直接吹向积分球。这是因为风吹拂积分球会导致球体表面温度波动,同时,标准灯点亮时灯丝温度较高,若冷风直接吹到灯上,会影响灯的使用寿命。总之,积分球的典型应用涵盖了光度测量、颜色测量、环境光学测量、光学材料测试、医学光学测试等领域,为科学研究、工业生产和医学诊断提供了有力的支持。LED太阳光模拟器定制通过积分球可以准确测量LED、灯具等光源的总光通量、色温和显色指数。

测试步骤:查验。在设备使用前,必须进行严格的查验。这一步骤中,应选用与测试样品光通量相近的标准灯,并仔细核对标准灯的计量日期和计量周期,以确保其处于有效使用范围内。一旦计量证书检查合格,便可将标准灯安装在积分球内,并连接外接直流电源和功率计。接下来,按照计量证书上声明的电流(电压)来点亮标准灯,并确保光源准确位于积分球的中心。然后,在软件操作界面中启动连续测试,直至测得的光通量达到稳定状态,即可读取光通量值。通常,若5分钟内光通量的变化不超过0.5%,则认为已达到稳定状态。
在颜色测量仪器中,积分球具有以下两方面功能:1.光接收器:被测光经积分球上的小孔进入球内,在内壁上设置一个或多个探测器。由光探测器输出的光电流与积分球内壁的光照度成正比,也就是与进入积分球的光通量成正比。这样,就可以根据输出光电流的变化,得知进入积分球的光通量变化。2.均匀照亮的物面:在积分球内壁上与出光孔对称且均匀地放置几个灯泡(通常有四个或六个)。由灯泡发出的光经内壁多次漫反射而形成一个均匀照亮的发光球面,用它可作为被测光学系统的、亮度均匀的、大视场的物面(光学系统入瞳与出光孔基本重合)。该积分球用于照相物镜的渐晕系数和像面照度均匀性的测量。积分球内部挡板用于防止光源直射探测器,提高测量准确性。

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。积分球在光学薄膜性能测试中也发挥着重要作用,如反射率、透射率测量。太阳光模拟积分球多光谱
积分球内壁的微小瑕疵都可能影响测试结果,因此制造工艺极为讲究。D75 光源Helios标准光源测试范围
测量结果与几何结构解耦:由于均匀性,测量结果(探测器读数)主要取决于样品的总反射光通量(或漫反射光通量),而对样品反射光的具体方向分布不敏感(只要所有反射光都进入了球腔)。这正是测量总反射率(8°/d或 d/8° 几何) 和 漫反射率(去镜面) 的基础。作为均匀光源:在球壁上开一个输出端口,该端口发出的光在空间角度上是高度均匀的(朗伯体特性),且光谱稳定(涂层光谱中性好时)。这种均匀光源是光学传感器(如相机、光谱仪)辐射定标的理想工具。D75 光源Helios标准光源测试范围