2023-01-05
色差仪按照检测方式可分为0/45°和d/8°积分球式两种,其中0/45°只能用来测量平滑的表面的颜色,而d/8°积分球式则可以测量各种表面的颜色,因此积分球色差仪的使用范围要更广一些。本文对色差仪积分球的作用与原理进行了简要极少,赶紧来了解一下吧!
一般而言,光学扩散片在小心使用下,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,因此可以提高测量的准确性。但是在精密的测量时,就必须使用积分球作为光学扩散器使得上述的误差最小。
积分球的基本原理是光通过采样口被积分球收集,在积分球内部经过多次反射后非常均匀地散射在积分球内部。
使用积分球来测量光通量时,可使得测量结果更为可靠,积分球可降低并除去由光线的形状、发散角度、及探测器上不同位置的响应度差异所造成的测量误差。
简单来说积分球,就是一个内部涂有白色漫反射材料的空腔球体,也被称为光度球。其主要功能就是检测光源的辐射度、色度以及光度等光电参数。积分球根据使用情况的不同尺寸和功能都是不同,现在市场上流行品牌色差仪大多数都是小型色差仪手持式或者便携式的,所以积分球相对尺寸也比较小。但是对于色差仪这种精密仪器使用的积分球的要求确实非常严格的,需要其均匀度和稳定性都非常高。
理想积分球是一个空心的球体,内壁均匀涂布白色的漫反射材料,使整个球壁处处都可以看作是一个余弦漫射面,球壁反射比为ρ,球的半径为R。在球心处悬挂一个光源,其光通量为Φ。
在积分球球壁上某个小面积ΔS接收到来自光源的一部分光通量ΔΦ,从这个小面积反射出来的光通量等于ρΔΦ。这时ΔS可以看作是一个余弦发光面,它所发出的光均匀分布在球壁的其他部分,积分球球壁的任何部分的照度是相同的。由于球的面积S=4πR2,所以ΔS反射光之后,产生的第一次照度为ΔE1=ρΔΦ/S。光源的每一部分光通量ΔΦ,都会同样产生如上述所描述的一部分第一次照度,总和为E1=ρΦ/S。第二次、第三次、第四次……直到第n次的反射,产生的总照度为E=(ρΦ/S)·ρ/(1-ρ)。由于积分球壁的无限多次反射作用,由各次反射光所叠加的照度正比于光源的总光通量。
值得注意的是上述分析得到的叠加照度都是至少经过一次反射之后得到的,而光源直接照射产生的照度不参与整个计算过程,因此需避免直接照射在积分球探头表面,正比关系才成立,故需要积分球探头前增加挡板避免光源直接照射。
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