弱光積分球高光譜成像

積分球結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，人們對(duì)積分球進(jìn)行光輻射測(cè)量存在誤解。積分球的作用是對(duì)輻射通量進(jìn)行空間積分。針對(duì)特定應(yīng)用，定制設(shè)計(jì)積分球時(shí)，了解積分球的工作原理非常重要。積分球理論是研究漫射表面內(nèi)的輻射交換原理的一種理論方法。盡管積分球理論的基礎(chǔ)理論可能看起來(lái)復(fù)雜，但實(shí)際上有許多簡(jiǎn)便易行的方法和技巧可以幫助您理解和學(xué)習(xí)。這個(gè)概念可以簡(jiǎn)述為：積分球表面兩個(gè)區(qū)域之間的輻射度交換與視角和表面之間的距離無(wú)關(guān)，即積分球壁上任何一點(diǎn)接收到的通量的比例對(duì)于積分球壁上任何其他輻射點(diǎn)都是相同的。在光電測(cè)試中，積分球確保了光源的穩(wěn)定性和均勻性。弱光積分球高光譜成像

入射到整個(gè)積分球體表面的總通量的n次反射的交換可以用冪級(jí)數(shù)來(lái)建模，并簡(jiǎn)化為一個(gè)簡(jiǎn)單的輻射方程:式中Φ為入射到積分球內(nèi)的光，As為積分球壁面積，p為積分球壁反射率，f為開(kāi)口端口面積占比。簡(jiǎn)化的輻射度方程可用于模擬光和LED測(cè)量應(yīng)用的光學(xué)效率。這些應(yīng)用包括用于激光表征的光學(xué)衰減，進(jìn)入光纖或安裝在積分球體上的探測(cè)器表面的通量，用于圖像傳感器的光譜輻射度和用于非成像光學(xué)傳感傳感器的光譜輻照度，或積分球體應(yīng)用所需的其他許多輻射和光度參數(shù)。弱光積分球高光譜成像在光學(xué)測(cè)量中，積分球提供了穩(wěn)定的、無(wú)陰影的光照環(huán)境。

技術(shù)特性:積分球的基本原理:積分球又稱(chēng)為光通球，是一個(gè)中空的完整球殼。內(nèi)壁涂白色漫反射層，且球內(nèi)壁各點(diǎn)漫射均勻。光源S在球壁上任意一點(diǎn) B上產(chǎn)生的光照度是由多次反射光產(chǎn)生的光照度疊加而成的。由積分學(xué)原理可得，球面上任意一點(diǎn)B的光照度為:公式(1)中，E1 為光源S直接照在 B點(diǎn)上的光照度，E1的大小不僅與B點(diǎn)的位置有關(guān)，也與光源在球內(nèi)的位置有關(guān)。如果在光源S和B點(diǎn)間放一擋屏，擋去直接射向 B點(diǎn)的光，則E1=0，因而在 B點(diǎn)的光照度為:公式(1)公式(2)中，R為積分球半徑、p為積分球內(nèi)壁反射率。R和p均為常數(shù)，因此在球壁上任意位置的光照度E(擋去直接光照后)與燈的光通量 中成正比。通過(guò)測(cè)量球壁窗口上的光照度E，就可求出光源的光通量 Ф。

擋板，一般來(lái)說(shuō)，進(jìn)入積分球的光不應(yīng)直接照射探測(cè)器元件或探測(cè)器收集直接反射率的球壁區(qū)域。為了達(dá)到這一目的，在積分球設(shè)計(jì)中經(jīng)常使用擋板。然而，由于該裝置不是一個(gè)完美的積分球，擋板會(huì)導(dǎo)致測(cè)試結(jié)果不準(zhǔn)確。入射到擋板上的光不能均勻地照亮積分球的其余部分。建議在球體設(shè)計(jì)中盡量減少擋板的數(shù)量。應(yīng)用，任何應(yīng)用的積分球的設(shè)計(jì)都涉及一些基本參數(shù)。這些包括基于積分球端口開(kāi)口和外部設(shè)備的數(shù)量和尺寸選擇較佳積分球直徑。在選擇積分球內(nèi)部涂層的過(guò)程中，應(yīng)考慮光譜范圍和性能要求。還應(yīng)考慮使用擋板來(lái)控制入射輻射度和探測(cè)器視場(chǎng)，以及使用輻射度測(cè)量模型來(lái)確定積分球與探測(cè)系統(tǒng)的耦合效率。積分球作為光學(xué)測(cè)量工具，廣泛應(yīng)用于光源均勻性檢測(cè)。

積分球是一個(gè)內(nèi)壁涂有白色漫反射材料的空腔球體，又稱(chēng)光度球，光通球等。球內(nèi)壁上涂以理想的漫反射材料，也就是漫反射系數(shù)接近于1的材料。常用的材料是PTFE或硫酸鋇，將它和膠質(zhì)粘合劑混合均勻后，噴涂在內(nèi)壁上。光線由輸入孔入射后，光線在此球內(nèi)部被均勻的反射及漫射，因此輸出孔所得到的光線為相當(dāng)均勻的漫射光束。而且入射光的入射角度、空間分布、及極化皆不會(huì)對(duì)輸出的光束強(qiáng)度及均勻度造成影響。也因?yàn)楣饩€經(jīng)過(guò)積分球內(nèi)部的積分后才射出，因此積分球亦可當(dāng)作一光強(qiáng)度衰減器。其輸出強(qiáng)度與輸入強(qiáng)度比約為：光輸出孔的面積/積分球內(nèi)部的表面積。積分球的設(shè)計(jì)精巧，為光學(xué)測(cè)量提供了理想的解決方案。D50光源輻射定標(biāo)無(wú)人駕駛

積分球是一個(gè)內(nèi)壁涂有白色漫反射材料的空腔球體，又稱(chēng)光度球，光通球等。弱光積分球高光譜成像

?激光功率測(cè)量，積分球很容易捕獲或者集成近準(zhǔn)直光源例如激光光束或者高度分散的光源（例如激光二極管或VCSEL）。由于積分球獨(dú)特幾何結(jié)構(gòu)，激光束功率測(cè)量不受激光束偏振及校準(zhǔn)的影響。在不影響探測(cè)器信號(hào)的情況下，該系統(tǒng)可使用開(kāi)放端口，或可安裝激光二極管模塊或縮孔器的光纖適配器。 (圖5)?？梢蕴砑宇~外的端口來(lái)執(zhí)行并行光譜表征，使其成為可靠的激光二極管壽命測(cè)試的理想設(shè)備?？傊e分球的典型應(yīng)用涵蓋了光度測(cè)量、顏色測(cè)量、環(huán)境光學(xué)測(cè)量、光學(xué)材料測(cè)試、醫(yī)學(xué)光學(xué)測(cè)試等領(lǐng)域，為科學(xué)研究、工業(yè)生產(chǎn)和醫(yī)學(xué)診斷提供了有力的支持。弱光積分球高光譜成像