色差儀積分球可以用來測量某表面的總體反射率的,也可以用于顏色測量和熒光光譜學(xué)。測量原理是基于直接照明和間接反射。
積分球的基本原理是光通過采樣口被積分球收集,如圖1,在積分球內(nèi)部經(jīng)過多次反射后非常均勻地散射在積分球內(nèi)部。
使用積分球來測量光通量時,可使得測量結(jié)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(yīng)度差異所造成的測量誤差。
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圖1?積分球
色差儀積分球的作用是接收光的功能。被測光經(jīng)積分球上的小孔進(jìn)入球內(nèi),在內(nèi)壁上設(shè)置一個或兩個光探測器,由光探測器輸出的光電流與積分球內(nèi)壁的照度成正比。這樣就可以根據(jù)輸出光電流的變化,得知進(jìn)入積分球的光通量的變化。
色差儀理想積分球的條件:
A、積分球的內(nèi)表面為一完整的幾何球面,半徑處處相等;
B、球內(nèi)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、球內(nèi)沒有任何物體,光源也看作只發(fā)光而沒有實(shí)物的抽象光源。
設(shè)入射光直接在球內(nèi)任一點(diǎn)建立的照度EA,在球內(nèi)的另一點(diǎn)M處的照度為EA,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(chǎn)生的二次照度為:
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A、球內(nèi)壁是均勻的理想漫射層,服從朗伯定則;
B、球內(nèi)壁各點(diǎn)的反射率相等;
C、球內(nèi)壁白色涂層的漫射是中性的;
D、球半徑處處相等,球內(nèi)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(shí)??際情況與理想條件不符合會帶來測量誤差,故需修正。
色差儀積分球定標(biāo)的用途是可以均勻照亮的物面。在積分球內(nèi)壁上與出光孔對稱地均勻設(shè)置幾個燈泡(通常有四個或六個)。由燈泡發(fā)出的光經(jīng)內(nèi)壁多次漫反射而形成一個均勻明亮的發(fā)光球面,該積分球用于照相物鏡的漸暈系數(shù)和像面照度均勻性測量。