光學(xué)太陽光模擬器模塊化設(shè)計

來源: 發(fā)布時間:2024-08-24

積分球看起來很簡單,該光學(xué)設(shè)備包括一個中空的球形腔體,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、開口等可實現(xiàn)不同的應(yīng)用。積分球工作原理:積分球類似于擴散器,保留更多的光線信息,包括光的顏色、強度等,忽略了空間信息(無法告訴我們在球體表面的不同位置上光的強度是如何分布的)。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€以相同的強度反射到各個方向,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。積分球在光學(xué)領(lǐng)域,如光纖通信、激光傳輸?shù)确矫妫哂兄匾饬x。光學(xué)太陽光模擬器模塊化設(shè)計

光學(xué)太陽光模擬器模塊化設(shè)計,積分球

在光學(xué)領(lǐng)域,積分球堪稱神奇的存在??此破胀ǖ那蝮w,卻隱藏著無窮的奧秘。它的名字就預(yù)示著它的神奇功能——將光線“積分”起來。那么,這個神奇的積分球究竟是如何做到的呢?想象一下光線進入積分球后的情景,就像進入了一個迷宮。光線在積分球內(nèi)壁不斷反射,經(jīng)過精密的設(shè)計和計算,確保光線在多次反射后均勻地散布在球體內(nèi)。無論從哪個角度觀察,都能得到一致的光強分布。這就像小時候玩的彈珠游戲,彈珠在平滑的球體內(nèi)滾動,不斷反射,較終分散到各個角落。光線在積分球內(nèi)的行為與之類似,經(jīng)過不斷的反射和折射,達到均勻分布的效果。VIS-NIR光譜Helios標準光源模擬器積分球的形狀和尺寸可以根據(jù)具體需求進行定制。

光學(xué)太陽光模擬器模塊化設(shè)計,積分球

積分球是一個內(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。積分球測試測什么?積分球是一個內(nèi)壁涂油漫反射涂層的球形腔體。因這些涂層有近似理想漫反射性能,所以,若有一輻射光束照射球的內(nèi)壁,則反射輻射將按余弦定律分布。因涂層漫反射性質(zhì)和球形腔的幾何性質(zhì),使積分球具有特殊功能:其內(nèi)壁上任一小面元經(jīng)照射稱為一個光源后,在球內(nèi)壁上的輻射照度處處均勻相同。這是積分球工作的基礎(chǔ)。通過積分球可以對樣品的反射比進行相對測量。常見的積分球類型分為以下兩種:

反射率和透射率,積分球的較大用途是測量漫射或散射材料的反射率和透射率。該測量方法簡單,可定量表征材料(如薄膜,建筑玻璃,混濁液體)。在反射率測量中,樣品和參考材料安裝在樣品端口的外部。積分球用于收集和集成總反射輻射度,為擋板探測器提供信號。在透射率測量中,安裝在積分球壁上的樣品由球體外的光源照射。然后,樣品接收到的輻射度被部分反射、部分透射和部分吸收。積分球收集并集成透射組件,向擋板探測器提供信號。在光學(xué)成像系統(tǒng)中,積分球起到了關(guān)鍵的光源調(diào)節(jié)作用。

光學(xué)太陽光模擬器模塊化設(shè)計,積分球

積分球配置的選擇:除了考慮積分球尺寸、內(nèi)部漫反射涂層以外,積分球配置也是選配積分球系統(tǒng)的關(guān)鍵且*具挑戰(zhàn)的參數(shù)之一。積分球開口數(shù)目和探測器開口數(shù)目多少?例如有的積分球設(shè)有18個開口端。是否內(nèi)部配置擋板,如果需要,擋板尺寸多大?擋板防止直接光源的光飽和或損壞探測器,必須盡可能小,以減少陰影。在高發(fā)散激光二極管測量中,可以消除擋板,并且探測器移動到靠近入口端口的位置,以消除頭一個光熱點,并較大限度地減少飽和或損壞光電二極管的可能性。利用積分球,可以求解球體表面的光照強度分布,為照明設(shè)計提供依據(jù)。OLED均勻光源應(yīng)用

積分球作為光源積分器,在光學(xué)測量領(lǐng)域發(fā)揮著不可或缺的作用。光學(xué)太陽光模擬器模塊化設(shè)計

積分球的擋光板,光源通常放在球中心,擋光板介于燈與窗口之間,擋屏的作用是使燈發(fā)出的光線不能直接到達球壁AB處,同時球壁ED處的漫反射光線也不能直接經(jīng)過窗口而射向光探測器。為了使光探測的測量值準確并接近人眼視覺函數(shù),除要求探測器具有良好的線性響應(yīng)之外,還需要在前面加裝V(λ)濾光器。光學(xué)(optics),是研究光(電磁波)的行為和性質(zhì),以及光和物質(zhì)相互作用的物理學(xué)科。傳統(tǒng)的光學(xué)只研究可見光,現(xiàn)代光學(xué)已擴展到對全波段電磁波的研究。光是一種電磁波,在物理學(xué)中,電磁波由電動力學(xué)中的麥克斯韋方程組描述;同時,光具有波粒二象性,需要用量子力學(xué)表達。光學(xué)太陽光模擬器模塊化設(shè)計