積分球の主な基礎と応用

　 積分球 内部に反射カバーを備えた球体です。 として使用されます 鉛ライト試験装置. 通常、光源を内部に配置して、光源の全体的な光束出力を測定します。
アイテムから放出されたすべてのビームは、球体の内側の反射カバーで反射された後、集められます。 積分球は、光源からの測定された光出力をどれだけうまく統合するかにちなんで名付けられたもので、その機能からその名前が付けられています。
光束または減衰光を測定する場合、積分球は光学装置の外部からの電磁放射を捕捉します。 積分球に放射線を入射すると反射壁に衝突し、数回散乱します。
放射は、複数回反射された後、球の壁で非常に均等に広がります。 検出器は、元の放射線量に比例する統合された放射線レベルを容易に定量化できます。
積分球を使用すると、光学、測光、および放射測定の読み取りがすべて可能です。 球形であるため、積分球はより簡単に光を集めて内部に取り込むことができます。 で 積分球 (IS-*MA**C）、内側のカバーは、広いスペクトルにわたって光を吸収する能力を考慮して選択されたさまざまな材料で作られています。 通常、金は赤外領域に使用され、テフロンは紫外および可視領域に使用されます。

球の直径
より小さなユーティリティ ポートと単位スループットあたりの低コストは、より小さな直径とより低コストの球形デバイスとのトレードオフは避けられません。 光の強度によっては、スループットが非常に高くなるため、検出器の飽和を避けるために特別なフィルターまたは光ファイバー接続が必要になる場合があります。 ただし、小さい球ではポートの割合が大きくなります。
その結果、小さな積分球を使用するアプリケーションから得られる測定の精度は、大きな積分球を使用する同じアプリケーションから得られる測定精度よりも低くなります。
積分球が大きいほどノイズが多くなります。積分球は小さい球よりもスループットが低く、光の減衰が大きくなるためです。 これらのボールはより適応性がありますが、製造コストが高くなります。

球体マテリアル
GPS 積分球は、硫酸バリウムでコーティングされた 1850 つのアルミニウム製の半分でできており、非常に手頃な価格です。 ネジで固定されたアルマイト処理されたフランジ カバーが半分を接続します。 半球反射率は 350 nm を超える波長で大幅に低下しますが、硫酸バリウムの有効スペクトル範囲は 2400 nm ～ XNUMX nm です。
この球形は、可視および近赤外スペクトルに関して、ほとんどの放射線測定アプリケーションに適しています。
電気化学めっきを使用して拡散金金属の薄く均一な層を作成し、近赤外線および赤外線スペクトルの 0.7 ～ 20 m の範囲で高い反射率を実現します。 金球の外側の平面とポートフレームは、硫酸バリウム球と同様に金でコーティングされています。
赤外線レーザー ターゲットとして、金の GPS は非常にうまく機能します。 硫酸バリウムコーティングは摂氏100度を超える温度で反射特性を失う可能性がありますが、拡散ゴールドは加熱しても元の特性を維持します。
拡散反射率に関しては、PTFE 材料が優れており、99 nm から 400 nm の間で 1500% 以上の反射率を示します。 これは、250 ～ 2500 nm のスペクトル範囲全体に及びます。 レーザーに関しては、PTFE の高反射特性は理想的ではありませんが、その温度安定性は良い選択です。 PTFE ボールのもう XNUMX つの重要な利点は、その信頼性です。材料は時間が経っても分解せず、構造強度を失うことなく消毒できます。
球の内部壁に沿った厚さ 7 mm の反射材により、PTFE が形成されます。 積分球 (IS-*MA**C) 球ポート経由で簡単に識別できます。 PTFE GPS の内側の球状チャンバーは、機械加工された XNUMX つの半球によって形成され、これらの半球は結合され、アルミニウムのケーシングによって保持されています。 機械加工と組み立てが必要なため、PTFE 球は硫酸バリウム GPS よりも高価です。
さまざまな壁の厚さにより、さまざまな PTFE 球形サイズが利用可能です。 PTFE GPS の光スループットは、反射率と拡散率が高いため高くなります。 これは、ポートのアタッチメントと固定具を選択する際に、より注意を払う必要があることを意味します。

球体ポートのサイズと場所
積分球を選択するときは、ポートのサイズと位置を考慮することが重要です。 球ポートは積分球の有用性を向上させますが、内部照明の一貫性を犠牲にします。
GPS のポート部分は、ポート全体の面積を内壁のサイズで割ったものです。 球体のパフォーマンスの精度は、ポート フラクション メトリックを使用して定量化できます。 最適なパフォーマンスを得るには、ポート フラクションの高い積分球よりもポート フラクションの低い積分球を使用してください。
積分球のポートのいずれかを誤って使用すると、全面的に誤った読み取りにつながります。 ポートがどこにあるかは、座標 (0、90、180、および北極) でわかります。 Sphere の外側の半球シェルは、90 度の角度で開口部が加工されています。 GPS デバイスのポートのサイズと数によって、全体の寸法が決まります。
GPS の初期設計段階で、各ポートの意図された目的が確立されます。 ポートが異なれば、目的も異なります。 GPS シリーズの積分球は、さまざまな光源および均一光源の測定に利用できます。 4 ポートの積分球を使用して、拡散反射率と透過率を評価することができます。
すべての GPS ユニットの 0 度と 90 度のポートの間にバッフルがあります。 このバッフルは、0 度の直接経路の放射線が 90 度のポートに配置された検出器に入るのをブロックするように設計されています。 全光束または放射束の測定における誤差は、ほとんどの場合、直接的な経路をたどる放射に起因します。
硫酸バリウムと拡散金を使用する GPS 受信機の場合、バッフルは適切な反射材でコーティングされたアルミニウム プレートから作成され、球体の外殻に取り付けられます。 PTFE球には、同じ材料で作られたバッフルが付いています。
　 積分球 アプリケーションは、どの GPS ポートを何に使用するかを決定します。 場合によっては、ポートの光入力感度がアプリケーションに依存します。 特定の光コンポーネントは、特定のポートと互換性がありません。 どのポート配置でもまずまずの結果が得られる可能性がありますが、特定の状況では、一方が他方よりも好ましい場合があります。

ポートアクセサリ
フィクスチャを積分球のポートに取り付けるために、アルミ製のポート フレームがそれぞれに取り付けられています。 ポート プラグ、ポート レデューサー、ポート フレーム レデューサー、および光ファイバー ポート アダプターはすべて、積分球がユーザーの指定した責任を実行できるようにするポート アクセサリーです。
これらのアタッチメントを使用して、単一の多目的球体を均一な光源、光測定、反射率測定、またはレーザー出力測定積分球に変換できます。
標準的な方法では、球体と同じ反射素材でアタッチメントをコーティングします。 しかし、すべての反射素材にすべての照明器具を含めることはできません。 たとえば、この制限により、PTFE 材料はポート プラグにのみ機械加工できます。 組み立てに必要な工具は付属しています。

コリメートされたレーザービームのパワー測定
コリメートされたレーザー ビームの出力は、偏光やビームの位置合わせに関係なく、簡単に測定できます。 ビームは 0 度で球体に入射するため、ホット スポットは 180 度のポートに作成されます。
バッフルは、90 度のポートに配置されたときにホット スポットからの直接放射が検出器に到達するのをブロックするため、空間的に統合されたビーム パワー測定が可能になります。 ノースポートは、波長を測定するための光ピックオフとして使用できます。 積分球 によって提供される種類の検出器 LISUN 工場で校正されています。

発散光源パワー測定
レーザー ダイオード、レンズ付き LED、およびレンズ付きランプからの発散ビームは、積分球と絶対値の光パワー用に校正された検出器システムを使用して測定できます。 測定値に対する検出器の過充填の影響を心配する必要はありません。
入力と検出器ポートの間にバッフルがあるため、検出器はレーザーの発光開口部や直接照明領域を見ることができません。 ノースポートは、波長を測定するための光ピックオフとして使用できます。
積分球を使用する場合、積分球が測定できるフラックスの量は、実際に存在するフラックスの量に比べて常に無視できます。 積分球は、検出器に到達する前に光が何度も反射することによって生じる減衰を考慮できるため、高出力レーザーの出力光パワーの測定に適しています。

光ファイバー出力測定
光ファイバーの出力を測定する場合は、積分球も強くお勧めします。 光ファイバーの通常の出力は着実に発散するため、光源の反対側の最初の反射スポットは強く集中していません。
したがって、コリメートビームまたは発散ビーム構成のいずれかを使用することは、通常は許容されます。 ただし、NA を上げると、レンズ付きファイバの場合は発散ビーム構造が優先されます。 ファイバーコリメータを使用する場合は、コリメートビームのセットアップをお勧めします。

透過率測定
4 ポート 積分球 (IS-*MA**C) を使用して、0 度ポートに保持されたサンプルから透過放射線を収集し、透過率を計算できます。 サンプルは放射線に曝露され、その結果は外部の直接放射線源測定から得られた結果と比較されます。
ディテクタはバッフルによって統合されていない透過から保護されており、180 度ポートに取り付けられたライト トラップの助けを借りて、粉砕されていないコンポーネントが取り出されます。 全積分散乱光に加えて、蛍光、バルク散乱光、前方散乱光、後方散乱光を測定することもできます。 センサーは 90° の入口に固定されています。

反射率測定
入射ビームは 180 度ポートから入射し、サンプルは 0 度ポートに置かれ、反射率を測定できます。 反射された放射線を空間的に統合する球体の能力により、バッフル検出器による測定が可能になります。 垂直入射サンプル ホルダーを使用することで、反射した放射の鏡面成分を除去できます。これにより、鏡面ビームが入力ポートからリダイレクトされます。
「正反射と拡散反射」の反射率は、入射角 8 度のサンプルホルダーを使用して測定できます。 サンプルの反射率は、両方を測定し、結果を XNUMX つの値の大きい方で割ることにより、参照標準と比較して決定できます。
サンプルと標準の反射率が同等であれば、サンプルの反射率に起因するエラーを回避できます。 デュアルビームシステムを使用することで、この測定の不正確さの可能性を取り除くことができます。 90 度の入口にセンサーが見える場合があります。

均一な光源球
球体を使用して、球体の外側から光を取り込むことで、ラフで均一な光源を作成することができます。 このセットアップに必要なのは、照明、検出器、およびパワーメーターまたは放射計だけです。 未使用の XNUMX 番目のポートのポート プラグによって出力に不整合が生じる可能性があるため、XNUMX ポートの球体よりも XNUMX ポートの球体を使用することをお勧めします。
検出器は地理的な北極に配置され、光源は 90 度ポートにリンクされています。 大きなゼロ度アウトレットは、一貫したライトフィールドを提供します。
放射計またはパワーメーター検出器は、球体の明るさの信頼できる読み取り値を提供します。 検出器が完全に飽和していない場合、出力はパワーの読み取り値に応じて変化します。

LISUN 積分球
コスト効率が高く、柔軟性が高く、 LISUNの汎用積分球は、幅広いニーズに合わせてさまざまな構成でセットアップできます。 XNUMXつは、 積分球、利用可能なさまざまなアタッチメントの助けを借りて、均一な照明の提供、光の測定、反射率の決定など、いくつかの積分球機能を確実に実行できます。
球面光測定と光の特性評価の組み込みは、次の機能を使用すると簡単になります。 LISUN 球体は、正確な均一性や正確な測定を必要としないユーザーに最適です。

Lisun InstrumentsLimitedはによって発見されました LISUN GROUP 2003インチ LISUN 品質システムは ISO9001:2015 によって厳密に認証されています。 CIE会員として、 LISUN 製品は、CIE、IEC、およびその他の国際規格または国内規格に基づいて設計されています。 すべての製品はCE証明書に合格し、サードパーティのラボによって認証されました。

主な製品は ゴニオフォトメーター, 積分球, 分光放射計, サージジェネレータ, ESDシミュレーターガン, EMIレシーバー, EMC試験装置, 電気安全テスター, 環境室, 温度室, 気候チャンバー, サーマルチャンバー, 塩水噴霧試験, ダストテストチャンバー, 防水試験, RoHSテスト（EDXRF）, グローワイヤーテスト & ニードルフレームテスト.

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