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專注光譜傳感和光電應用系統(tǒng)
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在光源測試過程中，積分球的主要功能是作為光收集器使用，是光度測量系統(tǒng)的重要組成設(shè)備。積分球是一個中空的球體，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。
由于積分球內(nèi)壁涂層材料的能帶間隙很高，對光能量幾乎不會產(chǎn)生吸收，因此沒有光損失。當被測光源安裝在積分球中心位置時，光線在球內(nèi)經(jīng)過多次反射及漫反射后，將均勻地分布在球的內(nèi)壁上。通過測量積分球內(nèi)壁某一小塊面積的光能量，就可以計算出光源所散發(fā)的全部光能量。
根據(jù)搭配的光度測量設(shè)備的不同，積分球測量系統(tǒng)分為積分球光度計測量系統(tǒng)和積分球光譜分析系統(tǒng)兩類。前者使用光度探頭作為檢測器，配合光度計來測量光參數(shù)；后者使用光纖采集球壁的光線，并配合光譜儀來測量光度、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。由積分學原理可得，球面上的光照度是均勻的，在任意一點B上的光照度E為：
E0 – 光源S直接照射在B點上的光照度
r– 積分球半徑
ρ – 積分球內(nèi)壁反射率
E0的大小不僅與B點的位置有關(guān)，也與光源在球內(nèi)的位置有關(guān)。為了去除直射光的不確定性影響，可以在光源S和B點之間放置一個擋光板，遮擋掉直接射向B點的光線，此時E0=0，則在B點的光照度為：
由于積分球半徑r和涂層反射率ρ均為常數(shù)，因此在球壁上任意位置的光照度E與光源的光通量Φ之間就成正比關(guān)系。
其中K值稱為測量系統(tǒng)的響應常數(shù)。這樣，依據(jù)積分光度法的測量原理，通過測量球壁上任意位置的光照度，就可以通過以下公式求出光源的光通量Φ:
（光通量 = 照度 x 面積）
