積分球輻射源是一種非常優異的定標光源,其輸出的輻亮度面均勻性和穩定性是普通光源無法比擬的。在需要使用面光源的領域,被普遍用于光學探測器的實驗室定標,空間光學遙感儀器發射前的地面輻射定標。因此輻射源的穩定性、準確性對于輻射定標非常關鍵,直接影響到被定標儀器探測結果。影響積分球輻射源輸出穩定性和均勻性的主要因素包括積分球光源供電的恒流源穩定性、積分球內部材料的反射率穩定性和球內擋板設置,三者會影響積分球輸出光通量、輻亮度變化和均勻性。積分球常用于光度測量,可以通過測量球內的光強來確定光源的亮度。真空Helios標準光源測試
燈具和LED光譜通量測量,積分球較傳統的應用是測量燈具的總光通量。這項技術起源于20世紀初,作為對比不同類型燈具輸出光通量較簡單快速的方法。這里,積分球光譜分析儀常用于測量LED、通用照明、工程照明、便攜式燈具產品等的電學和光度性能。這些應用積分球直徑可以小至5厘米,大至3米或更大(例如圖4)。采用積分球可以更有效地測量任何尺寸或形狀的傳統和固態光源的總光譜通量和顏色。積分球配合光譜儀,可測試重要的光譜參數例如光譜通量、色度、相關色溫、CRI、TM-30、峰值波長和主波長等等(圖4b)。D65光源太陽光模擬器作用積分球是一種內壁涂有白色漫反射材料的球體,用于光學實驗和照明設計。
積分球是一個內壁涂有白色漫反射材料的空腔球體,又稱光度球,光通球等。球內壁上涂以理想的漫反射材料,也就是漫反射系數接近于1的材料。常用的材料是PTFE或硫酸鋇,將它和膠質粘合劑混合均勻后,噴涂在內壁上。光線由輸入孔入射后,光線在此球內部被均勻的反射及漫射,因此輸出孔所得到的光線為相當均勻的漫射光束。而且入射光的入射角度、空間分布、及極化皆不會對輸出的光束強度及均勻度造成影響。也因為光線經過積分球內部的積分后才射出,因此積分球亦可當作一光強度衰減器。其輸出強度與輸入強度比約為:光輸出孔的面積/積分球內部的表面積。
積分球的典型應用主要包括以下幾個方面:1.環境光學測量:積分球可用于測量環境光學參數,如大氣光學、水光學等。在大氣研究中,積分球可用于測量大氣中光的散射、吸收和傳播特性;在水研究中,積分球可用于測量水中光的散射、吸收和穿透特性。2.光學材料測試:積分球可用于測試光學材料的性能,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,可以評估其光學性能和質量。3.醫學光學測試:積分球可用于醫學光學測試,如生物組織的反射和透射特性、激光輻射的生物效應等。這些測試對于醫學研究和診斷具有重要意義。積分球在光電器件測試中,保證了光線的均勻照射。
積分球內部涂層的選擇:在選擇積分球時,漫反射涂層的選擇非常重要,漫反射涂層或材料的反射率——越高越好。“更高的反射率意味著光在被吸收之前在球體內有更多的反射,”Labsphere銷售和營銷副總裁Peter Weitzman說,“因此集成度更好,測量精度也更好。”漫反射涂料噴涂方式通常包括噴霧式或粉末式。積分球內部噴涂哪種漫反射涂層,取決于系統使用環境,以及使用積分球測試的波段范圍。針對極l端條件或者小積分球,燒結聚四氟乙烯(PTFE或Teflon)提供非常好的性能。例如Labsphere的Spectralon EPV漫反射材料可用于深紫外、極l端物理和真空中。典型的硫酸鋇涂層,盡管也可在近紫外和紅外使用,但主要用于可見光波段范圍。鍍金漫反射涂層主要應用于NIR-MIR波段范圍。每種漫反射涂層的較佳使用波段范圍和概述詳見生產商的網站發布內容。積分球在藝術領域,如雕塑、建筑設計中,也具有極高的價值。D65光源太陽光模擬器作用
利用積分球,可以求解球體內部的溫度場、流場等物理量分布。真空Helios標準光源測試
便攜式高亮度積分球均勻光源,便攜式高亮度積分球均勻光源(LS-ISLS20K),積分球均勻光源具有良好的面發光均勻性、郎伯特性等普遍用于各種計量檢測單位、光譜亮度計和光譜輻射度計廠家,同時校準和測試相機及光學探測傳感器、焦平面陣列傳感器及多光譜遙感傳感器的理想選擇。LS-ISLS20K便攜式高亮度積分球均勻光源是采用了一體化PTFE鑄模球體,反射率高達98%以上,積分球均勻光源系統主要由積分球主體結構、光源和系統控制器、帶強度標定系統組成。LS-ISLS20K便攜式高亮度積分球均勻光源在校準光亮計、光譜輻射計具備大動態范圍、線性度高,采樣了光源輸出光強可調、出射光闌孔可調節、燈的數量控制等方法來實現積分球光源輸出亮度的調節范圍。真空Helios標準光源測試