积分球的作用与工作原理
发布时间 : 2021-07-07 阅读量： 995 次
通常来说光学扩散片在小心使用下的前提下，可以降低测量时因探测器上的入射光源不均匀分布或光束偏移，所造成的微小误差，因此可以提高仪器测量的准确性。但是在精密测量时，就必须使用积分球作为光学扩散器，以使得上述的误差达到最小。之所以很多精密仪器需要使用到积分球，是由积分球的作用和工作原理决定的。
积分球的工作原理是光通过采样口被积分球收集，如下图。入射光线在积分球内部经过多次反射后，由于内壁上涂有反射率非常高的涂料，因此会变得非常均匀地散射在积分球内部，基本上可以视积分球内部每一个点的光线都是均匀的。
积分球的作用：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
1、 理想积分球工作原理
理想积分球的测量条件：
a、积分球的球体内部表面为一完整的几何球面，需要半径处处相等；
b、积分球球内壁是中性均匀漫射面，对各种波长的入射光线具有相同的漫反射比；
c、球壁内没有任何物体，光源也看作只发光而没有实物的抽象光源。
理想积分球工作原理：
设入射光直接在球内任一点建立的照度EA，在球内的另一点M处的照度为EA，则在M处dS发生第一次漫射出度为：
故由朗伯定律的特性知dS面的光亮度为：
A处dS发生漫射在M处产生的二次照度为：
2、影响积分球测量精度的因素有以下几种：
a、球内壁是均匀的理想漫射层，服从朗伯定则；
b、球内壁各点的反射率相等；
c、球内壁白色涂层的漫射是中性的；
d、球半径处处相等，球内除灯外无其他物体存在；
e、窗口材料是中性的，其E符合照度的余弦定则.实 际情况与理想条件不符合会带来测量误差，故需修正。
其实
光学测量仪器上使用的积分球，往往是有一些开孔的，这些开孔的数量多有不同，与仪器的测量功能有关系，一般来说，测量时使用的积分球直径越大越好，但积分球的应用受限于光学仪器本身的体积大小，在实际测量过程中，积分球直径大小并不完全代表着光学仪器本身的工作测量性能。
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