樣品本身:問題: 樣品會吸收光(反射率<100%),且其放置會遮擋部分球壁。高吸收性或大尺寸樣品會明顯破壞球內(nèi)光場平衡。優(yōu)化: 使用盡可能小的樣品,選擇低吸收性的背襯或樣品杯。測量時需用已知反射率的標(biāo)準(zhǔn)板(如>99%的PTFE)進行校準(zhǔn)以補償樣品引入的擾動。球體尺寸:大球: 端口/擋板/樣品等對球內(nèi)總表面積的相對占比更小,對均勻性的相對擾動更小,均勻性更好。但信號較弱(光通量密度低)。小球: 信號強,但端口等附件的影響更明顯,均勻性相對較差。支撐結(jié)構(gòu)與內(nèi)部物體:任何伸入球腔內(nèi)部的物體(樣品架、支架、線纜)都會吸收和散射光,破壞均勻性。優(yōu)化: 設(shè)計極簡支撐,使用細線纜,物體表面涂覆高反射涂層。積分球內(nèi)部涂層的反射率直接影響測量精度,需定期維護和清潔。Spectra-CT 色溫可調(diào)太陽光模擬器高光譜成像

在顏色測量儀器中,積分球具有以下兩方面功能:1.光接收器:被測光經(jīng)積分球上的小孔進入球內(nèi),在內(nèi)壁上設(shè)置一個或多個探測器。由光探測器輸出的光電流與積分球內(nèi)壁的光照度成正比,也就是與進入積分球的光通量成正比。這樣,就可以根據(jù)輸出光電流的變化,得知進入積分球的光通量變化。2.均勻照亮的物面:在積分球內(nèi)壁上與出光孔對稱且均勻地放置幾個燈泡(通常有四個或六個)。由燈泡發(fā)出的光經(jīng)內(nèi)壁多次漫反射而形成一個均勻照亮的發(fā)光球面,用它可作為被測光學(xué)系統(tǒng)的、亮度均勻的、大視場的物面(光學(xué)系統(tǒng)入瞳與出光孔基本重合)。該積分球用于照相物鏡的漸暈系數(shù)和像面照度均勻性的測量。均勻光源模塊化設(shè)計使用積分球進行測試時,需遵循嚴(yán)格的操作流程以確保結(jié)果準(zhǔn)確。

實驗室常用的積分球通常由鑄鐵制成,內(nèi)壁涂有一層白色的粗糙涂層,主要成分是硫酸鋇,這種涂層能夠有效地產(chǎn)生漫反射,確保球面光強均勻。球壁上設(shè)有專門用于安裝探頭的開孔,這些探頭與外置的高精度快速光譜輻射計相連。較新的實驗室積分球還配備了光學(xué)探頭,具備測量采樣功能。此外,為確保測量的準(zhǔn)確性,光源與探頭之間會安裝一塊與球內(nèi)壁涂層相同的擋板。球體內(nèi)還設(shè)有用于安裝燈管和燈座的支架,而光源的供電則由外部的交流穩(wěn)壓電源提供,同時配合功率計對電參數(shù)進行實時監(jiān)控。
積分球的典型應(yīng)用:積分球的典型應(yīng)用主要包括以下幾個方面:1.光學(xué)材料測試:積分球可用于測試光學(xué)材料的性能,如玻璃、塑料、晶體等。通過測量這些材料對光的反射和透射特性,可以評估其光學(xué)性能和質(zhì)量。2.醫(yī)學(xué)光學(xué)測試:積分球可用于醫(yī)學(xué)光學(xué)測試,如生物組織的反射和透射特性、激光輻射的生物效應(yīng)等。這些測試對于醫(yī)學(xué)研究和診斷具有重要意義。2.均勻光源:積分球可以產(chǎn)生均勻的光源,被普遍應(yīng)用于照明工程、光學(xué)儀器測試等領(lǐng)域。積分球測試時需避免震動或氣流干擾,確保測量環(huán)境穩(wěn)定。

積分球是一個空心球體,其外殼一般為金屬材料,外殼內(nèi)涂有漫反射材料,外殼壁上有兩個或兩個以上的透光孔。球體的操作方法如下圖所示。聚光鏡和光闌處理后,發(fā)光變成平行光,通過積分球入口進入積分球。進入積分球的光會在積分球內(nèi)漫反射多次,較終從出口均勻射出。通過檢測出口的光通量,可以根據(jù)公式轉(zhuǎn)換反射率、透射率等數(shù)據(jù)。這些積分球非常適合測量各種顏色的樣品,也適用于測量不透明或高方向的樣品。此外,帶有光陷阱的IS系列積分球還可以區(qū)分樣品的鏡面反射和漫反射,并分別進行測量和使用提示。IS系列優(yōu)良積分球的內(nèi)表面為PTFE材料,防止灰塵落入和手觸,避免水洗。使用后,請用黑膠帶粘貼開放式積分器入口,防止灰塵落入。積分球內(nèi)部涂層通常采用硫酸鋇或聚四氟乙烯材料,確保光線均勻分布。便攜式太陽光模擬器定制
積分球在太陽能電池效率測試中也有應(yīng)用,用于模擬太陽光照射條件。Spectra-CT 色溫可調(diào)太陽光模擬器高光譜成像
測試步驟:測試前準(zhǔn)備:(1)根據(jù)燈具的實際尺寸,挑選適合的積分球;(2)依據(jù)燈具光源的光通量,選取相近的標(biāo)準(zhǔn)燈進行校驗和定標(biāo);(3)確保環(huán)境溫度維持在25±1℃,且在測試過程中,應(yīng)避免空調(diào)風(fēng)直接吹向積分球。這是因為風(fēng)吹拂積分球會導(dǎo)致球體表面溫度波動,同時,標(biāo)準(zhǔn)燈點亮?xí)r燈絲溫度較高,若冷風(fēng)直接吹到燈上,會影響燈的使用壽命。總之,積分球的典型應(yīng)用涵蓋了光度測量、顏色測量、環(huán)境光學(xué)測量、光學(xué)材料測試、醫(yī)學(xué)光學(xué)測試等領(lǐng)域,為科學(xué)研究、工業(yè)生產(chǎn)和醫(yī)學(xué)診斷提供了有力的支持。Spectra-CT 色溫可調(diào)太陽光模擬器高光譜成像