积分球光学是研究光(电磁波)的行为和性质,以及光和物质相互作用的物理学科。传统的光学只研究可见光,现代光学已扩展到对全波段电磁波的研究。光是一种电磁波,在物理学中,电磁波由电动力学中的麦克斯韦方程组描述;同时,光具有波粒二象性,需要用**力学表达。
学科发现
积分球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,光的直线传播性和针孔成像,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。
关于积分球的总结
1.积分球的结构与基本原理
积分球,一般只能用来测试*发光的光源的色温、光通量、色坐标、色容差、光效和光谱带,非*发光的光源只能测色温不能测光通。色容差是指表征光色电检测系统软件计算的X,Y值与标准光源之间差别。数值越小,准确度越高。光效是指光源所发出的总光通量与该光源所消耗的电功率(瓦)的比值,单位为lm/w。如A灯与B灯总光通均为100lm,A灯所耗为10W,B灯为20W,那么就可以认为A灯比B灯要节能。
积分球的基本原理是让光源在球的中心发光,发出的光射到球内壁的涂层上产生漫反射,漫反射出来的光再经过漫反射,不断循环直至整个球内表面的光通量一致,那么在球壁上安装的探头读出的就是光源发出的光通量。但是,得到这个结果的前提是探头与光源之间必须要有一块涂有相同涂层的隔板挡住,避免光源发出的光直接照到探头。
实验室的积分球是一个由铸铁构成的空心球状物,内壁涂有一层白色的粗糙涂层,主要成分为,主要用来产生漫反射,使整个球面的光强一致。球壁上有开孔,用来安装探头,探头连到外置的一台高精度快速光谱辐射计。实验室用的积分球上装有两个探头,其中一个为测量用探头,一个为感光探头。两个探头必须同时使用才能使测量正常进行。光源与探头之间装有一块涂有与球内壁相同涂层的挡板,除此之外球内还装有用来安装荧光灯的支架和安装钨丝灯的支架。球内光源的供电由外部的交流稳压电源提供,同时接有一台功率计对电参数进行监控。
积分球回收
本系统采用世界**的全息平场凹面光栅和高性能带电子快门控制的线性CCD陈列探测器,可同时实现毫秒级的测试速度和传统机械式光谱仪的测量精度。它具有快速测量、使用方便、**命、高可靠性、体积小等优点。
系统组成
CMS-2S快速光谱分析仪、**积分球、精密电流源、校准定标系统等组成快速光谱分析系统。
技术参数:
>可测试参数: 相对光谱功率分布:P(λ);色品坐标:(x,y)、(u,v); 相关色温:(Tc); 显色指数:Ra; Ri(I=1~14);色
容差 (含**和国内标准); 峰值波长、半宽度; 比;光度参数:光通量;相对亮度; 环境温度;主波长、色纯
度等;
>波长测量范围:380nm-800nm(可见光),特殊可提供200nm-1100nm(紫外到近红外);
>波长准确度:±0.3nm 重复性: ±0.3nm;
>色品坐标准确度: ±0.0003(标准A光源), ±0.002(LED光源);
>系统光度线性:±0.5%;
>系统光度准确度:1级;
>相关色温测量范围:1000k-0k;
>相关色温准确度:±0.5%;
>显色指数测量误差:±(0.5%+0.5)。
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