我们现在市场中所有的测色仪器都是带有积分球这个结构,因为带有积分球的测色仪器在测色功能上才更为准确,但是测色仪器的积分球具体有什么功能大家还是不太清楚,那么本文就简要讲解一下积分球的功能。
积分球是什么东西?
积分球(Integrating sphere)又称光通球、光度球,是一个完整的空心球壳。
定义:用来进行特定光学测量的具有反射内表面的器件.
积分球是一种具有多种用途的光学器件。
积分球多由金属材料制成,内壁上涂有白色的高漫反射层(通常为氧化镁或硫酸钡),并且球内壁上的点散射均匀。
积分球的大小并没有统一标准,仪器上的积分球大小根据仪器内部结构来设计,积分球又被称为光度球,光通球
积分球的外形结构
积分球外形是一个完整的球体,球体本身一分为二可打开可封闭。球壁上可根据需要开一个或多个孔,用作进光孔、观察孔、接收孔、吸光阱等等。积分球的内壁要求相对理想球面的偏差不大于内径的0.2%。球内壁上涂上漫反射系数接近于1的材料。常用的喷涂材料是氧化镁或者硫酸钡,将它和胶质粘合剂混合均匀后,喷涂在内壁上。氧化镁涂层在可见光谱范围内的光谱反射比都在99%以上,如此进入积分球的光经过内壁涂层多次反射,在球体内壁上会形成均匀照度。为获得较高的测量准确度,积分球的开孔数量和孔径应尽可能小。开孔孔径比定义为积分球开孔处的球面积与整个球内壁面积之比。
积分球的功能一:接收光信号
测色仪器想要测色,基本是通过光信号传递颜色,那么在这个过程需要一个接收器,而积分球正好是作为光探测器的载体,由光探测器输出的光电流与积分球内壁的照度成比,输出光电流的变化,得到进入积分球光通量的变化。
积分球的功能二:均匀照亮物面
测色仪器基本用于测色,而测色就一定需要光信号,通过照亮物体以及接受物体的反射光信号,而这种光信号在传输的过程可以通过积分球将光信号漫反射,形成均匀的光信号,而不受接收信号而产生误差问题,这就是积分球的功能一。
积分球的功能三:球形平行光管
带有准直物镜、灯泡、和黑、白塞子的积分球称为球形平行光管,它用于测量望远系数的杂光系数,积分球测量时,通过光电探测器分别测得黑体目标像和”白塞子”像的照度,也就是光电探测器分别测得的对应指示值,经过计算即可得到被测望远镜的杂光系数。因为若望远镜对明亮天空中一个黑体目标的成像不是全黑的,则说明望远镜除对目标成像外,还有杂光射到像面上。
为什么要使用积分球?早前的光学仪器,光学扩散片在小心使用的前提下,可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,可以提高测量的准确性。但是仪器在精密测量时,就必须使用积分球作为光学扩散器使得上述的误差最小,这和积分球的作用有很大的关系。