色差儀上有使用積分球,而積分球是什么呢,有什么用途?下面我們就來介紹下積分球的工作原理和作用。
一般來說普通的光學儀器,其光學擴散片在小心使用下的前提下,可以降低測量時因探測器上的入射光源不均勻分布或光束偏移,所造成的微小誤差,因此可以提高儀器測量的準確性。但是在儀器需要精密測量時,就必須使用積分球作為光學擴散器,以使得上述的誤差達到最小。之所以很多精密儀器需要使用到積分球,是由積分球的作用和工作原理決定的。以下我們來詳細介紹。
?
積分球工作原理是光通過采樣口被積分球收集,如下圖。入射光線在積分球內部經過多次反射后,由于內壁上涂有反射率非常高的涂料,因此會變得非常均勻地散射在積分球內部,基本上可以視積分球內部每一個點的光線都是均勻的。
?
積分球的作用:讓光變得更均勻。使用積分球來測量光通量時,可使得測量結果更為可靠,積分球可降低并除去由光線的形狀、發(fā)散角度、及探測器上不同位置的響應度差異所造成的測量誤差。
積分球
1、 理想積分球工作原理,理想積分球的測量條件:
a、積分球的球體內部表面為一完整的幾何球面,需要半徑處處相等;
b、積分球球內壁是中性均勻漫射面,對各種波長的入射光線具有相同的漫反射比;
c、球壁內沒有任何物體,光源也看作只發(fā)光而沒有實物的抽象光源。
理想積分球工作原理:設入射光直接在球內任一點建立的照度EA,在球內的另一點M處的照度為EA,則在M處dS發(fā)生第一次漫射出度為:
故由朗伯定律的特性知dS面的光亮度為:
A處dS發(fā)生漫射在M處產生的二次照度為:
2、影響積分球測量精度的因素有以下幾種:
a、球內壁是均勻的理想漫射層,服從朗伯定則;
b、球內壁各點的反射率相等;
c、球內壁白色涂層的漫射是中性的;
d、球半徑處處相等,球內除燈外無其他物體存在;
e、窗口材料是中性的,其E符合照度的余弦定則.實? 際情況與理想條件不符合會帶來測量誤差,故需修正。
?
其實光學色差儀上使用的積分球,往往是有一些開孔的,這些開孔的數量多有不同,與儀器的測量功能有關系,一般來說,測量時使用的積分球直徑越大越好,但積分球的應用受限于光學儀器本身的體積大小,在實際測量過程中,積分球直徑大小并不完全代表著光學儀器本身的工作測量性能。