大家好，这里来给大家介绍一下积分球（光度球）的工作原理，欢迎大家指正。积分球，顾名思义，产品为球形结构，直径从20厘米到3米左右不等，主要用于测量待测光源的光谱范围与其他光学性质等，产品主要分为内置光源积分球和外置光源积分球。积分球之所以被普遍应用于实验光学领域，主要原因是被测光源由于强度过大，光电探测装置无法承载光源的直接照射，需要使光强弱化后才能进行测量，所以积分球应运而生。积分球内壁理论上需要无限接近于理想球面，内壁涂有漫反射材料，确保光源在积分球内部进行充分的漫反射，消耗光强度的同时，不影响其他光学性质。在光电测试中，积分球确保了光源的稳定性和均匀性。Spectra-FT精细可调光谱辐射定标应用
积分球的基本原理是光通过采样口被积分球收集，如图1，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。使用积分球来测量光通量时，可使得测量结果更为可靠，积分球可降低并除去由光线的形状、发散角度、及探测器上不同位置的响应度差异所造成的测量误差。积分球（Integrating sphere）又称为光通球、光度球，是一个中空的完整球壳。积分球多由金属资料制成，内壁涂白色高漫反射层（通常是氧化镁或硫酸钡），且球内壁各点漫射均匀。也有积分球采用高反射高分子资料制成，例如Spectralon资料。辐亮度积分球模拟器利用积分球，可以求解球体内部的温度场、流场等物理量分布。
这种辐射度交换一次又一次地发生，直到它在空间上整合。入射到整个积分球体表面的总通量的n次反射的交换可以用幂级数来建模，并简化为一个简单的辐射方程:式中Φ为入射到积分球内的光，As为积分球壁面积，p为积分球壁反射率，f为开口端口面积占比。简化的辐射度方程可用于模拟光和LED测量应用的光学效率。这些应用包括用于激光表征的光学衰减，进入光纤或安装在积分球体上的探测器表面的通量，用于图像传感器的光谱辐射度和用于非成像光学传感传感器的光谱辐照度，或积分球体应用所需的其他许多辐射和光度参数。
球体倍增因子对表面反射率极为敏感。选择漫反射涂层或材料会对给定设计的辐射度产生很大影响（如图3所示）。所示的两种涂层都具有高反射率，在350至1350 nm范围内的反射率超过95%。因此，对于相同的积分球，人们可能预期不会有明显的辐射度增加。然而，辐射度的相对增加大于反射率的相对增加，其系数等于球体倍增因子。虽然其中一种涂层在一定波长范围内比另一种提供2%到15%的反射率增加，但相同的积分球设计将导致辐射度增加40%至240%。较大的增加发生在1400纳米以上的近红外光谱区域。积分球，一个半径为R的球体，在数学中象征着无穷与连续，是空间积分的基本模型。
积分球的基本工作原理：光线由输入孔入射后，在积分球内部被均匀地反射及漫射，并在球面上形成均匀的光强分布，输出孔所得到的光线为非常均匀的漫射光束。而且入射光的入射角度、空间分布、以及极性都不会对输出的光束强度和均匀度造成影响。同时因为光线经过积分球内部的均匀分布后才射出，因此积分球也可当作一个光强衰减器，输出强度与输入强度比大约为：光输出孔面积/积分球内部的表面积。对于积分球内壁上的辐亮度必须考虑多次反射与开口处通量损失。若以传播距离不同偏轴半径光强度与同距离时轴心点所接收的光强度的比值表示纵坐标，以光积分球出口的垂直距离为横坐标。可以看出积分球出射的光斑随着距离的增加而均匀，首先是偏轴半径的光强与中心光强相差的增大，然后随着距离越来越大，光斑又趋于均匀。积分球的设计需要考虑光源的功率和光谱分布。辐亮度积分球模拟器
积分球的设计精巧，为光学测量提供了理想的解决方案。Spectra-FT精细可调光谱辐射定标应用
对实际积分球内部辐射度分布的精确分析取决于入射光通量的分布、实际积分球设计的几何细节和积分球涂层的反射率分布函数，以及安装在开口端口或积分球内部的每个设备的表面。较佳空间性能的设计准则是基于较大限度地提高涂层反射率和相对于所需的开口端口和系统设备的积分球直径。反射率和开口端口比例对空间积分的影响可以通过考虑达到入射到积分球表面的总通量所需的反射次数来说明。经过n次反射后产生的辐射度可以与稳态条件下相比较。Spectra-FT精细可调光谱辐射定标应用
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