弱光輻射定標(biāo)測(cè)試方法

積分球的原理和典型應(yīng)用：1.積分球的原理，積分球是一種球形儀器，通過測(cè)量球的旋轉(zhuǎn)角度來確定位置和運(yùn)動(dòng)的工具。其主要原理是基于陀螺儀和加速度計(jì)的測(cè)量。1.1 陀螺儀原理，陀螺儀是一種測(cè)量旋轉(zhuǎn)角速度的裝置。積分球中的陀螺儀通過測(cè)量球在三個(gè)軸向上的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度來確定球的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)。1.2加速度計(jì)原理，加速度計(jì)是一種測(cè)量加速度的裝置。積分球中的加速度計(jì)通過測(cè)量球在三個(gè)軸向上的加速度來確定球的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。積分球integrating sphere具有高反射性內(nèi)表面的空心球體。用來對(duì)處于球內(nèi)或放在球外并靠近某個(gè)窗口處的試樣對(duì)光的散射或發(fā)射進(jìn)行收集的一種高效率器件。球上的小窗口可以讓光進(jìn)入并與檢測(cè)器靠得較近。在球的內(nèi)表面涂有無波長選擇性的(均勻)漫反射性的白色涂料。在球內(nèi)任一方向上的照度均相等。 所屬學(xué)科： 機(jī)械工程(一級(jí)學(xué)科) ；光學(xué)儀器(二級(jí)學(xué)科) ；光學(xué)測(cè)試儀器(三級(jí)學(xué)科)。積分球的形狀通常是球形，但也可以根據(jù)需要制成其他形狀，如橢球形。弱光輻射定標(biāo)測(cè)試方法

積分球看起來很簡(jiǎn)單，該光學(xué)設(shè)備包括一個(gè)中空的球形腔體，內(nèi)部涂有特殊的高反射朗伯涂層，用于均勻散射和漫射入射光。積分球設(shè)有入口和出口。通過變換積分球的配置，如光源、配件、開口等可實(shí)現(xiàn)不同的應(yīng)用。積分球工作原理：積分球類似于擴(kuò)散器，保留更多的光線信息，包括光的顏色、強(qiáng)度等，忽略了空間信息（無法告訴我們?cè)谇蝮w表面的不同位置上光的強(qiáng)度是如何分布的）。積分球的內(nèi)表面是高朗伯特性漫反射材料，這種材料能夠?qū)⑷肷涞墓饩€以相同的強(qiáng)度反射到各個(gè)方向，從而使得光線在球內(nèi)經(jīng)過多次反射和散射后，能夠均勻地分布，減少光線原始方向的影響?？勺児庾V輸出太陽光模擬器供應(yīng)商積分球的設(shè)計(jì)巧妙，通過多次反射使光線混合均勻。

積分球是一個(gè)內(nèi)壁涂有白色漫反射材料的空腔球體，又稱光度球，光通球等。 球壁上開一個(gè)或幾個(gè)窗孔，用作進(jìn)光孔和放置光接收器件的接收孔。積分球的內(nèi)壁應(yīng)是良好的球面，通常要求它相對(duì)于理想球面的偏差應(yīng)不大于內(nèi)徑的0.2%。球內(nèi)壁上涂以理想的漫反射材料，也就是漫反射系數(shù)接近于1的材料。常用的材料是氧化鎂或硫酸鋇，將它和膠質(zhì)粘合劑混合均勻后，噴涂在內(nèi)壁上。氧化鎂涂層在可見光譜范圍內(nèi)的光譜反射比都在99%以上，這樣，進(jìn)入積分球的光經(jīng)過內(nèi)壁涂層多次反射，在內(nèi)壁上形成均勻照度。

積分：1.理想積分球原理，理想積分球的條件：A、積分球地內(nèi)表面為一完整地幾何球面，半徑處處相等；B、球內(nèi)壁是中性均勻漫射面，對(duì)于各種波長的入射光線具有相同的漫反射比；C、球內(nèi)沒有任何物體，光源也看作只發(fā)光而沒有實(shí)物的抽象光源。2.影響積分球測(cè)量精度的因素：A、球內(nèi)壁是均勻的理想漫射層，服從朗伯定則；B、球內(nèi)壁各點(diǎn)的反射率相等；C、球內(nèi)壁白色涂層的漫射是中性的；D、球半徑處處相等，球內(nèi)除燈外無其他物體存在；E、窗口材料是中性的，其E符合照度的余弦定則，實(shí)際情況與理想條件不符合會(huì)帶來測(cè)量誤差，故需修正。積分球是一種內(nèi)壁涂有白色漫反射材料的球體，用于光學(xué)實(shí)驗(yàn)和照明設(shè)計(jì)。

球體倍增因子對(duì)表面反射率極為敏感。選擇漫反射涂層或材料會(huì)對(duì)給定設(shè)計(jì)的輻射度產(chǎn)生很大影響（如圖3所示）。所示的兩種涂層都具有高反射率，在350至1350 nm范圍內(nèi)的反射率超過95%。因此，對(duì)于相同的積分球，人們可能預(yù)期不會(huì)有明顯的輻射度增加。然而，輻射度的相對(duì)增加大于反射率的相對(duì)增加，其系數(shù)等于球體倍增因子。雖然其中一種涂層在一定波長范圍內(nèi)比另一種提供2%到15%的反射率增加，但相同的積分球設(shè)計(jì)將導(dǎo)致輻射度增加40%至240%。較大的增加發(fā)生在1400納米以上的近紅外光譜區(qū)域。積分球與材料科學(xué)結(jié)合，可以研究球狀材料的力學(xué)性能，如籃球、高爾夫球等?？勺児庾V輸出太陽光模擬器供應(yīng)商

積分球的使用，極大地提高了光學(xué)測(cè)量的效率和準(zhǔn)確性。弱光輻射定標(biāo)測(cè)試方法

如果積分球被用作光源以提供大而均勻的出光面，那么也可能需要大直徑的積分球。這是因?yàn)樵谶@種情況下，積分球的尺寸將直接影響到光的散射和反射效果，以及光場(chǎng)的均勻性。為了達(dá)到理想的測(cè)量效果，需要根據(jù)實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景選擇合適的積分球直徑。Greg McKee是美國***制造積分球的Labsphere公司的系統(tǒng)業(yè)務(wù)部門主管，回復(fù)道：決定積分球較小尺寸的幾個(gè)主要因素:要測(cè)量的燈的物理尺寸(為擋板留出空間)、燈的自吸收性和積分球內(nèi)部溫度。燈具安裝硬件也必須能足夠安裝在里面。另一方面，積分球不能太大，否則它的響應(yīng)性是有限的:理想的直徑是小燈較大尺寸的十倍，或者是被測(cè)量的長燈長度的兩倍。實(shí)際上，1到3米的積分球用于較常見的白熾燈和緊湊型熒光燈的光通量測(cè)量。2米或更大的球體通常用于測(cè)量500瓦或更大的光源。弱光輻射定標(biāo)測(cè)試方法