光测量Helios标准光源原理

积分球辐射度，入射到漫射表面上的光通过反射产生一个虚拟光源。从表面发出的光较好用它的辐射度来描述，即每单位立体角的通量密度。辐射度是一个重要的工程量，因为它可以预测光学系统在观察被照射表面时所能收集到的光通量的数量。对于积分球，辐射度推导考虑了入射到积分球内的光、积分球壁反射率、积分球表面积、光进行的多次表面反射以及通过开口端口的损失。进入积分球体的光通过初始反射几乎完全漫射。离开表面的一小部分光到达另一个表面区域并被漫反射，依此类推。在光学成像系统中，积分球起到了关键的光源调节作用。光测量Helios标准光源原理

显然，积分球球体肯定是越圆越好，这样就更能保证光线在其内部的每次反射都有不同路径，更易使光均匀。对于积分球球壁上开有2π测量口的球体，当采用4π方法测量时，其开口的挡板比较好的设计方法是挡板和球体有相同的球面度，这样当用挡板封贴在开口处时，挡板和球体可以形成一个完整的球面，对于光线的散射基本不造成影响。显然，有的积分球采用平面挡板封贴于2π开口处，这样就严重破坏了球体的球面度，进而影响光线散射的均匀性。特别是当2π开口比较大时，这种影响就更加明显。光测量Helios标准光源原理积分球内光源的均匀性对于实验结果至关重要。

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。

积分球根据应用可分为四个基本类别:均匀光源、灯具或光源测量、反射率和透射率测量以及激光功率测量。确实，每个应用类别都有其特定的需求和挑战，需要我们以细微的方式调整和优化积分球以提供较佳的性能。积分球在许多领域都有普遍的应用，其中较常见的两种应用是作为测量灯具总通量的测量工具和作为校准其他仪器的均匀光源。在这些应用中，积分球的用途特别普遍，能够集成来自狭窄准直光束的光源，如激光，或来自全向光源，如白炽灯泡或荧光灯。积分球与计算机图形学结合，为三维建模、渲染等提供技术支持。

技术特性:积分球的基本原理:积分球又称为光通球，是一个中空的完整球壳。内壁涂白色漫反射层，且球内壁各点漫射均匀。光源S在球壁上任意一点 B上产生的光照度是由多次反射光产生的光照度叠加而成的。由积分学原理可得，球面上任意一点B的光照度为:公式(1)中，E1 为光源S直接照在 B点上的光照度，E1的大小不仅与B点的位置有关，也与光源在球内的位置有关。如果在光源S和B点间放一挡屏，挡去直接射向 B点的光，则E1=0，因而在 B点的光照度为:公式(1)公式(2)中，R为积分球半径、p为积分球内壁反射率。R和p均为常数，因此在球壁上任意位置的光照度E(挡去直接光照后)与灯的光通量 中成正比。通过测量球壁窗口上的光照度E，就可求出光源的光通量 Ф。积分球内的光源经过处理，可以模拟不同的光照条件。Spectra-UT 超可调光谱辐射定标校准系统

利用积分球的高反射内壁，可以实现光线的均匀分布。光测量Helios标准光源原理

高精度智能化可见/近红外积分球辐射定标装置是用于航空相机和光学遥感仪器地面辐射定标的重要设备。由于在光谱辐射定标过程中，被测光学仪器透射或反射特性的不均匀造成测量光束内光能分布不均匀，但经过与积分球内探测器结合后，积分球多次漫射后可均匀化。因此，该定标设备不但可以实现可见/近红外工作波段内的光学仪器辐射定标，且在光学仪器定标过程中无人为干扰，可以获得更高精度的辐射定标结果，还可以实现对积分球出射口的亮度值的智能化自动调节。光测量Helios标准光源原理