QE辐射定标原理

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。利用积分球，可以轻松求解球体质量、电荷、磁荷等物理量在空间中的分布。QE辐射定标原理

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。VIS-NIR光源Helios标准光源模块化设计利用积分球，可以求解球体在受到外力时的应力分布，为工程设计提供参考。

积分球的基本原理是光通过采样口被积分球收集，如图1，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。积分球（Integrating sphere）又称为光通球、光度球，是一个中空的完整球壳。积分球多由金属资料制成，内壁涂白色高漫反射层（通常是氧化镁或硫酸钡），且球内壁各点漫射均匀。也有积分球采用高反射高分子资料制成，例如Spectralon资料。

对实际积分球内部辐射度分布的精确分析取决于入射光通量的分布、实际积分球设计的几何细节和积分球涂层的反射率分布函数，以及安装在开口端口或积分球内部的每个设备的表面。较佳空间性能的设计准则是基于较大限度地提高涂层反射率和相对于所需的开口端口和系统设备的积分球直径。反射率和开口端口比例对空间积分的影响可以通过考虑达到入射到积分球表面的总通量所需的反射次数来说明。经过n次反射后产生的辐射度可以与稳态条件下相比较。积分球结构简单，但其在光学测量中的作用却不可小觑。

积分球辐射源是一种非常优异的定标光源，其输出的辐亮度面均匀性和稳定性是普通光源无法比拟的。在需要使用面光源的领域，被普遍用于光学探测器的实验室定标，空间光学遥感仪器发射前的地面辐射定标。因此辐射源的稳定性、准确性对于辐射定标非常关键，直接影响到被定标仪器探测结果。影响积分球辐射源输出稳定性和均匀性的主要因素包括积分球光源供电的恒流源稳定性、积分球内部材料的反射率稳定性和球内挡板设置,三者会影响积分球输出光通量、辐亮度变化和均匀性。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。Spectra-PT亮度可调均匀光源UV波段

积分球还可以用于光源的校准，通过将光源放置在球内，可以消除光源的方向性。QE辐射定标原理

积分球：1、光接收器：被测光经积分球上的小孔进入球内，在内壁上设置一个或两个光探测器，由光探测器输出的光电流与积分球内壁的照度成正比。这样就可以根据输出光电流的变化，得知进入积分球的光通量的变化。2、均匀照亮的物面：在积分球内壁上与出光孔对称地均匀设置几个灯泡（通常有四个或六个）。由灯泡发出的光经内壁多次漫反射而形成一个均匀明亮的发光球面，该积分球用于照相物镜的渐晕系数和像面照度均匀性测量。3、球形平行光管：带有准直物镜、灯泡、和黑、白塞子的积分球称为球形平行光管，它用于测量望远系数的杂光系数。测量时，通过光电探测器分别测得黑体目标像和“白塞子”像的照度，也就是光电探测器分别测得的对应指示值，经过计算即可得到被测望远镜的杂光系数。因为，若望远镜对明亮天空中一个黑体目标的成像不是全黑的，则说明望远镜除对目标成像外，还有杂光射到像面上。QE辐射定标原理