積分球是什么？有什么用？很多用戶都不知道積分球測試儀的原理以及結構，本文就為大家簡單的介紹一下。積分球就是比較常見的測試光源色溫、光效、光通量的設備，通常搭配數據分析設備構成光譜分析儀。
什么是積分球？
和光度導軌一樣，積分球并非一個單獨的測量設備，它常常和光源、探測器裝在一起，作為理想的漫射光源和勻光器，廣泛地用于光輻射測量中。
積分球的基本結構是由鋁或塑料燈做成的一個內部空心球。球內壁上均勻噴涂多層中性漫射材料，如氧化鎂、硫酸鋇、聚四氟乙烯等。球上開有多個孔，作為入射光孔、安裝探測器、光源燈用。為了防止入射光直接射到探測器上，球內還裝有遮擋屏。
積分球的內壁應是良好的球面，通常要求它相對于理想球面的偏差應不大于內徑的0.2%。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。常用的材料是氧化鎂或硫酸鋇，將它和膠質粘合劑混合均勻后，噴涂在內壁上。氧化鎂涂層在可見光譜范圍內的光譜反射比都在99%以上，這樣，進入積分球的光經過內壁涂層多次反射，在內壁上形成均勻照度。為獲得較高的測量準確度，積分球的開孔比應盡可能小。開孔比定義為積分球開孔處的球面積與整個球內壁面積之比。
積分球的原理和結構：
理想積分球是一個空心的球體，內壁均勻涂布白色的漫反射材料，使整個球壁處處都可以看作是一個余弦漫射面，球壁反射比為ρ，球的半徑為R。在球心處懸掛一個光源，其光通量為Φ。
在積分球球壁上某個小面積ΔS接收到來自光源的一部分光通量ΔΦ，從這個小面積反射出來的光通量等于ρΔΦ。這時ΔS可以看作是一個余弦發(fā)光面，它所發(fā)出的光均勻分布在球壁的其他部分，積分球球壁的任何部分的照度是相同的。由于球的面積S=4πR2，所以ΔS反射光之后，產生的第一次照度為ΔE1=ρΔΦ/S。光源的每一部分光通量ΔΦ，都會同樣產生如上述所描述的一部分第一次照度，總和為E1=ρΦ/S。第二次、第三次、第四次……直到第n次的反射，產生的總照度為E=(ρΦ/S)·ρ/(1-ρ)。由于積分球壁的無限多次反射作用，由各次反射光所疊加的照度正比于光源的總光通量。
值得注意的是上述分析得到的疊加照度都是至少經過一次反射之后得到的，而光源直接照射產生的照度不參與整個計算過程，因此需避免直接照射在積分球探頭表面，正比關系才成立，故需要積分球探頭前增加擋板避免光源直接照射。
積分球測反射率原理：
對于玻璃、瓷器、塑料等透明或半透明的材料來說，當光照射在其表面時，會發(fā)生鏡面反射、半球反射、漫反射、透射等現象。
其中透射率定義為透過試樣的光通量與射到試樣上的光通量之比；反射率定義為反射的光通量與射到試樣上的光通量之比；霧度定義為透過試樣偏離入射方向的散射光通量與透射光通量之比。
透射率的測定基于GB/T 2410-2008 透明塑料透過率和霧度的測定方法，關于透過率的測試有兩種方法可以選擇。一種是借助于分光光度計，并配備相應的積分球附件，分光光度計內帶光源可以發(fā)射可見光與紅外光，可以測試樣品對此波段內光的透射率。另一種是借助于霧度計，其主要區(qū)別在于，霧度計采用的是垂直光源。
積分球系統一般用于測試反射率以及光源的光譜功率分布、色品、色溫等參數以及透明塑料等的透射率，對于反射率參數的測試并不是非常準確，并且玻璃透明塑料、光學薄膜等材料的反射率測試，目前并沒有明確的國家標準方法可以用來參考。
積分球和球形平行光管的用途：
1.光接收器
被測光經積分球上的小孔進入球內，在內壁上設置一個或兩個光探測器，由光探測器輸出的光電流與積分球內壁的照度成正比。這樣就可以根據輸出光電流的變化，得知進入積分球的光通量的變化。
2.均勻照亮的物面
在積分球內壁上與出光孔對稱地均勻設置幾個燈泡(通常有四個或六個)。由燈泡發(fā)出的光經內壁多次漫反射而形成一個均勻明亮的發(fā)光球面，該積分球用于照相物鏡的漸暈系數和像面照度均勻性測量。
3.球形平行光管
帶有準直物鏡、燈泡、和黑、白塞子的積分球稱為球形平行光管，它用于測量望遠系數的雜光系數。測量時，通過光電探測器分別測得黑體目標像和“白塞子”像的照度，也就是光電探測器分別測得的對應指示值，經過計算即可得到被測望遠鏡的雜光系數。因為，若望遠鏡對明亮天空中一個黑體目標的成像不是全黑的，則說明望遠鏡除對目標成像外，還有雜光射到像面上。
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