由于積分球較常用于穩(wěn)態(tài)條件下,隨著積分球涂層反射率的增加和開口端口面積比例的減小,產(chǎn)生穩(wěn)態(tài)輻射度的反射次數(shù)越多。因此,積分球設(shè)計應(yīng)嘗試優(yōu)化這兩個參數(shù),以獲得較佳的輻射通量空間積分。圖2是一個機器人成像系統(tǒng)的圖像,用于通過積分球參考端口映射空間均勻性。涂層,在為積分球選擇涂層時,必須考慮兩個因素:反射率和耐久性。例如,如果有足夠的光線,并且積分球?qū)⒃诳赡軐е路e分球收集污垢或灰塵的環(huán)境中使用,則耐久性和可清洗的涂層是您的理想選擇。積分球內(nèi)部裝置,包括擋板、燈具和燈座,會吸收輻射源的部分能量,降低球體的空間均勻性。通過在所有可能的表面上使用高反射漫反射涂層,可以改善空間均勻性的降低。積分球的設(shè)計需要考慮光源的功率和光譜分布。亮度積分球傳感器
積分球的基本性能很容易理解,并構(gòu)成了其多功能性的基礎(chǔ)。簡單地說,積分球作為光收集器,收集的光可成為照明的光源,或者被采樣用于光測量。作為輻射計或光度計的一部分,積分球可以直接測量來自燈、led或激光的輻射通量密度。積分球性能不斷完善,其性能與組件和設(shè)計規(guī)格質(zhì)量息息相關(guān)。一般而言,光學擴散片在小心使用下,可降低測量時因探測器上的入射光源不均勻分布或光束偏移所造成的微小誤差,因此可以提高測量的準確性。但是在精密的測量時,就必須使用積分球作為光學擴散器使得上述的誤差較小。便攜式Helios標準光源量子效率積分球內(nèi)部光路的優(yōu)化,提高了光線的利用率。
球體倍增因子,輻射度方程分為兩部分。頭一部分近似等于漫射表面的輻射度。第二部分是一個無量綱的量,可以被稱為球體倍增因子球體倍增因子考慮了多次反射引起的輻射增加。圖1說明了球體倍增因子的幅度及其對開口端系數(shù)和球體表面反射率的相關(guān)關(guān)系。預(yù)測積分球內(nèi)部光通量密度的一種簡化直觀的方法可能是簡單地將入射光通量除以積分球的總表面積。然而,球體倍增因子的效果是,積分球體的輻射度至少比這種簡單直觀的方法大一個數(shù)量級。一個方便的經(jīng)驗法則是,對于大多數(shù)真實積分球(0.94 < p < 0.99;0.02 < f < 0.05),球體倍增因子在10 ~ 30之間。
顯然,積分球球體肯定是越圓越好,這樣就更能保證光線在其內(nèi)部的每次反射都有不同路徑,更易使光均勻。對于積分球球壁上開有2π測量口的球體,當采用4π方法測量時,其開口的擋板比較好的設(shè)計方法是擋板和球體有相同的球面度,這樣當用擋板封貼在開口處時,擋板和球體可以形成一個完整的球面,對于光線的散射基本不造成影響。顯然,有的積分球采用平面擋板封貼于2π開口處,這樣就嚴重破壞了球體的球面度,進而影響光線散射的均勻性。特別是當2π開口比較大時,這種影響就更加明顯。積分球可以用于照明設(shè)計中的光線模擬,通過放置光源在球內(nèi),可以模擬不同方向的光照效果。
積分球(Integrating sphere)又稱為光通球、光度球,是一個中空的完整球殼。積分球多由金屬資料制成,內(nèi)壁涂白色高漫反射層(通常是氧化鎂或硫酸鋇),且球內(nèi)壁各點漫射均勻。也有積分球采用高反射高分子資料制成,例如Spectralon資料。光源在球壁上任意一點上發(fā)生的光照度是由屢次反射光發(fā)生的光照度疊加而成的。這樣,進入積分球的光經(jīng)過內(nèi)壁涂層屢次反射,在內(nèi)壁上構(gòu)成均勻照度。積分球常用于測驗光源的光通量、色溫、光效等參數(shù),也可用于丈量物體的反射率和透過率等。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。LED太陽光模擬器自動駕駛
在量子力學中,積分球幫助描述粒子在球?qū)ΨQ勢能中的運動狀態(tài)。亮度積分球傳感器
由于積分球較常用于穩(wěn)態(tài)條件下,隨著積分球涂層反射率的增加和開口端口面積比例的減小,產(chǎn)生穩(wěn)態(tài)輻射度的反射次數(shù)越多。因此,積分球設(shè)計應(yīng)嘗試優(yōu)化這兩個參數(shù),以獲得較佳的輻射通量空間積分。圖2是一個機器人成像系統(tǒng)的圖像,用于通過積分球參考端口映射空間均勻性。涂層,在為積分球選擇涂層時,必須考慮兩個因素:反射率和耐久性。例如,如果有足夠的光線,并且積分球?qū)⒃诳赡軐е路e分球收集污垢或灰塵的環(huán)境中使用,則耐久性和可清洗的涂層是您的理想選擇。亮度積分球傳感器