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積分球的作用和工作原理（含具體測(cè)量方法）

時(shí)間：2022-04-21

在光源測(cè)試過(guò)程中，積分球的主要功能是作為光收集器使用，是光度測(cè)量系統(tǒng)的重要組成設(shè)備。積分球是一個(gè)中空的球體，外殼一般采用金屬板材分片焊接或整體旋壓制成，內(nèi)壁噴涂反射涂料。

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由于積分球內(nèi)壁涂層材料的能帶間隙很高，對(duì)光能量幾乎不會(huì)產(chǎn)生吸收，因此沒(méi)有光損失。當(dāng)被測(cè)光源安裝在積分球中心位置時(shí)，光線在球內(nèi)經(jīng)過(guò)多次反射及漫反射后，將均勻地分布在球的內(nèi)壁上。通過(guò)測(cè)量積分球內(nèi)壁某一小塊面積的光能量，就可以計(jì)算出光源所散發(fā)的全部光能量。

根據(jù)搭配的光度測(cè)量設(shè)備的不同，積分球測(cè)量系統(tǒng)分為積分球光度計(jì)測(cè)量系統(tǒng)和積分球光譜分析系統(tǒng)兩類(lèi)。前者使用光度探頭作為檢測(cè)器，配合光度計(jì)來(lái)測(cè)量光參數(shù)；后者使用光纖采集球壁的光線，并配合光譜儀來(lái)測(cè)量光度、色度及輻射度等參數(shù).

以積分球搭配光度探頭為例，光通量的測(cè)量原理如下圖所示。在積分球內(nèi)，光源S在球壁上任意一點(diǎn)B上產(chǎn)生的光照度是由直射光和多次反射光產(chǎn)生的光照度迭加而成的。由積分學(xué)原理可得，球面上的光照度是均勻的，在任意一點(diǎn)B上的光照度E為：