智能手机红外传感器辐射定标模块化设计

学科发现，光学的起源在西方很早就有光学知识的记载，欧几里得(Euclid，公元前约330～260)的<反射光学>(Catoptrica)研究了光的反射；阿拉伯学者阿勒·哈增(AI-Hazen，965～1038)写过一部<光学全书>，讨论了许多光学的现象。历史发展，光学是一门有悠久历史的学科，它的发展史可追溯到2000多年前。人类对光的研究，较初主要是试图回答“人怎么能看见周围的物体？”之类问题。约在公元前400多年(先秦时代)，中国的《墨经》中记录了世界上较早的光学知识。它有八条关于光学的记载，叙述影的定义和生成，光的直线传播性和小孔成像，并且以严谨的文字讨论了在平面镜、凹球面镜和凸球面镜中物和像的关系。积分球的设计精巧，为光学测量提供了理想的解决方案。智能手机红外传感器辐射定标模块化设计

什么时候选用积分球：通常，当光被发射、反射或透射时，人们想要捕捉到尽可能多的光，就会使用积分球。对于漫反射，透射率和散射测量光谱(如浊度)，积分球是非常好的选择。积分球也用于测量总光通量和总光谱辐射。什么时候选用积分球而不是光谱仪或功率计：Labsphere销售和应用工程副总裁Chris Durell解释说，与传统的功率计相比，积分球具有几个主要优势。“头一种是单独于空间和角度信息的均匀响应。球体不关心光源的角度轮廓和空间分布，只关心输入功率。”这对于有角发散的二极管或光纤的测量很有用，因为角发散会影响功率测量的质量。Helios均匀光源校准光源积分球内部的涂层材料对光线的反射率有明显影响。

反射率和透射率，积分球的较大用途是测量漫射或散射材料的反射率和透射率。该测量方法简单，可定量表征材料（如薄膜，建筑玻璃，混浊液体）。在反射率测量中，样品和参考材料安装在样品端口的外部。积分球用于收集和集成总反射辐射度，为挡板探测器提供信号。在透射率测量中，安装在积分球壁上的样品由球体外的光源照射。然后，样品接收到的辐射度被部分反射、部分透射和部分吸收。积分球收集并集成透射组件，向挡板探测器提供信号。

积分球是一个内壁涂有白色漫反射材料的空腔球体，又称光度球，光通球等。球内壁上涂以理想的漫反射材料，也就是漫反射系数接近于1的材料。常用的材料是PTFE或硫酸钡，将它和胶质粘合剂混合均匀后，喷涂在内壁上。光线由输入孔入射后，光线在此球内部被均匀的反射及漫射，因此输出孔所得到的光线为相当均匀的漫射光束。而且入射光的入射角度、空间分布、及极化皆不会对输出的光束强度及均匀度造成影响。也因为光线经过积分球内部的积分后才射出，因此积分球亦可当作一光强度衰减器。其输出强度与输入强度比约为：光输出孔的面积/积分球内部的表面积。积分球结构简单，但其在光学测量中的作用却不可小觑。

灯具和LED光谱通量测量，积分球较传统的应用是测量灯具的总光通量。这项技术起源于20世纪初，作为对比不同类型灯具输出光通量较简单快速的方法。这里，积分球光谱分析仪常用于测量LED、通用照明、工程照明、便携式灯具产品等的电学和光度性能。这些应用积分球直径可以小至5厘米，大至3米或更大（例如图4）。采用积分球可以更有效地测量任何尺寸或形状的传统和固态光源的总光谱通量和颜色。积分球配合光谱仪，可测试重要的光谱参数例如光谱通量、色度、相关色温、CRI、TM-30、峰值波长和主波长等等（图4b）。积分球与概率论相结合，可以研究随机粒子在球体内的分布规律。光谱通用太阳光模拟器厂商

积分球的应用领域不断扩大，为光学测量提供了更多可能性。智能手机红外传感器辐射定标模块化设计

积分球看起来很简单，该光学设备包括一个中空的球形腔体，内部涂有特殊的高反射朗伯涂层，用于均匀散射和漫射入射光。积分球设有入口和出口。通过变换积分球的配置，如光源、配件、开口等可实现不同的应用。积分球工作原理：积分球类似于扩散器，保留更多的光线信息，包括光的颜色、强度等，忽略了空间信息（无法告诉我们在球体表面的不同位置上光的强度是如何分布的）。积分球的内表面是高朗伯特性漫反射材料，这种材料能够将入射的光线以相同的强度反射到各个方向，从而使得光线在球内经过多次反射和散射后，能够均匀地分布，减少光线原始方向的影响。智能手机红外传感器辐射定标模块化设计

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