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2020-12-10 241 次

为何要使用积分球?积分球的误差分析

积分球是一个空心的球体,内部涂有漫反射涂层,外面一般是碳钢金属结构,侧面开有小孔。测量时,积分球内部放有标准灯、辅助灯、光纤接口等,外接设备包括光谱分析仪、电源、电脑等。那么接下来我们一起来看看为何要使用积分球?积分球的误差分析。

一、为何要使用积分球?
一般而言,光学扩散片在小心地使用状况下,可降低量测时因侦测器上之入射光源不均匀分布或光束稍微偏移所造成之些微误差,因而可提高量测之准确度;但是在更精密的量测时,您就必须使用积分球作为光学扩散器以使得上述之误差最小。使用积分球来量测光通量时,可使得量测结果更为可靠;积分球可降低并除去因光线之形状、发散角度、及侦测器上不同位置之响应度差异所造成之量测误差。积分球亦可与分光仪搭配,将积分球的光输出孔衔接于分光仪的入射光栅前,以确保待测光源射入分光仪的角度皆相同;使得量测的再现性大幅的提高。

二、积分球的误差分析
实际使用的积分球之所以具有误差,主要也就是因为开口、球内遮挡物和内部漫射材料并非理想造成的。

积分球内部遮挡物:
在测量光源光谱功率分布曲线或是将积分球作为一个满设光源使用时,积分球内部一般会有遮挡物,目的是为了防止光源或入射光直接从出射口出射出去。但加上遮挡物后回事积分球实际工作状况偏离理想状况。

涂层的影响:
由于涂层的反射率与波长有关,因此会造成出射光的光谱特性有一定的变化。特别当涂层的反射率很高时,涂层材料光谱反射比的少量变化,都会使得出射辐照度有相当大的变化。因此,涂层一般需要选用光谱反射比近似平坦且朗伯漫射特性好的材料作为涂层。现在常用的一般有硫酸钡、氧化镁、聚四氟乙烯等。

开口的影响:
由于实际积分球的工作特性并非理想,因此出射窗口出的辐照度也并非完全均匀。因此,出射窗口的尺寸和积分球应当有一定的比例关系。工程实践中一般认为,如果要保证出射创辐照度均匀性在1%左右,则出射窗直径Z好不大于球直径的十分之一。另外,实际工作时由于接收器不可能紧贴积分球内壁,因此积分球内部分漫射光无法进入接收器,造成误差。实际中有人在一定条件下使探测器凹进,使得入射光无法直接进入接收器,在一定程度上代替屏的作用,从而减小误差。

积分球大小的影响:
在推导中积分球的大小并不影响积分球表面上光照度的均匀性。但由于积分球内部光线传播时必然带有损失,由平方反比定律可知,积分球越大,出射窗上的光照度将越小。但积分球越大,能有效的减少球内其它物体使积分球偏离理想条件的影响。

以上就是“为何要使用积分球?积分球的误差分析”的详细内容,如果您还有什么问题的话可以咨询我们。

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