QEHelios标准光源模块化设计

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。积分球为科学家提供了一个强大的工具，助力人类探索自然界的规律。QEHelios标准光源模块化设计

积分球的基本工作原理：光线由输入孔入射后，在积分球内部被均匀地反射及漫射，并在球面上形成均匀的光强分布，输出孔所得到的光线为非常均匀的漫射光束。而且入射光的入射角度、空间分布、以及极性都不会对输出的光束强度和均匀度造成影响。同时因为光线经过积分球内部的均匀分布后才射出，因此积分球也可当作一个光强衰减器，输出强度与输入强度比大约为：光输出孔面积/积分球内部的表面积。对于积分球内壁上的辐亮度必须考虑多次反射与开口处通量损失。若以传播距离不同偏轴半径光强度与同距离时轴心点所接收的光强度的比值表示纵坐标，以光积分球出口的垂直距离为横坐标。可以看出积分球出射的光斑随着距离的增加而均匀，首先是偏轴半径的光强与中心光强相差的增大，然后随着距离越来越大，光斑又趋于均匀。QEHelios标准光源模块化设计积分球的内壁材料能够将光线均匀地反射到球内各个方向，实现光的均匀分布。

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。这种辐射度交换一次又一次地发生，直到它在空间上整合。

自《墨经》开始，公元11世纪阿拉伯人伊本·海赛木发明透镜；公元1590年到17世纪初，詹森和李普希同时单独地发明显微镜；一直到17世纪上半叶，才由斯涅耳和笛卡儿将光的反射和折射的观察结果，归结为这里大家所惯用的反射定律和折射定律。积分球的作用与原理：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较小。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。

积分球的基本性能很容易理解，并构成了其多功能性的基础。简单地说，积分球作为光收集器，收集的光可成为照明的光源，或者被采样用于光测量。作为辐射计或光度计的一部分，积分球可以直接测量来自灯、led或激光的辐射通量密度。积分球性能不断完善，其性能与组件和设计规格质量息息相关。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较小。积分球在艺术领域，如雕塑、建筑设计中，也具有极高的价值。氙灯太阳光模拟器高光谱成像

积分球与材料科学结合，可以研究球状材料的力学性能，如篮球、高尔夫球等。QEHelios标准光源模块化设计

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。QEHelios标准光源模块化设计