积分球
Time: 2019-04-23
积分球 (也称为Ulbricht球) 是一种光学元件，它由一个中空的球形腔组成，其内部覆盖有漫反射的白色涂层，并有小洞作为进出端口。它的相关性质是均匀散射或扩散效应。入射到内表面任意一点的光线，经过多次散射反射，均匀地分布在所有其它点上。光的原始方向的影响被最小化。一个积分球可以被认为是一个扩散器，它保留了能量，但破坏了空间信息。它通常与一些光源和用于光学功率测量的检测器一起使用。
1892年，w·e·萨姆纳提出了集光立方体箱的理论。积分球的实际实现要归功于1900年出版的R. Ulbricht(1849-1923)的著作。它已成为光度学和放射学的标准仪器。与角色差仪相比，它在测量光源产生的光时具有一个优点，即总功率可以在一次测量中获得。
应用
由积分球内部散射的光均匀地分布在各个角度上。积分球用于光学测量。光源的总功率(流量)可以测量，而不会因光源的方向特性而产生误差。
可以研究样品的反射和吸收。球体创建一个参考辐射源，可用来提供光度标准。
积分球用于各种光学、光度或辐射测量。它们被用来测量从一盏灯向四面八方辐射的总光。积分球可以用来测量表面的漫反射，提供所有照明和观察角度的平均值。积分球可用于创建一个光源，其视强度在其圆形孔径内的所有位置上都是均匀的，除了理想的漫射面(朗伯曲面)固有的余弦函数之外，视强度与方向无关。
由于所有入射光都被采集到输入端口上，一个连接到积分球上的探测器可以精确地测量一个小圆孔上整个环境光入射的和。激光束的总功率可以测量，不受光束形状、入射方向和入射位置的影响。
材料
球衬的光学性质对球衬的精度有很大影响。必须在可见光、红外线和紫外线波段使用不同的涂层。大功率光源可能会加热或损坏涂层，因此一个积分球将被评为最大入射功率。使用各种涂层材料。早期的实验人员使用氧化镁沉积。硫酸钡在可见光谱上有一个有用的平坦反射率。精细沉积金用于红外测量。各种专用的聚四氟乙烯化合物也用于可见光测量。
积分球的理论假定内表面是均匀的。探测器和源的端口必须很小，小于球体表面积的5%，才能使理论假设成立。在商业制造的球体中，未使用的端口可能由匹配的插头组成，插头的内表面与球体的其他部分涂有相同的材料。可以在球体中插入挡板，使光源到探测器的光的直接路径受阻，因为这种光的分布不均匀。
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