Homogenní světelný zdroj s integrační koulí – etalon jasu a zářivosti
Etalony jasu a zářivosti Opsytec jsou homogenní světelné zdroje založené na integrační kouli, které vyzařují rovnoměrně a téměř dokonale lambertovsky po celé své vyzařující ploše. Používají se ve fotometrii a radiometrii, zejména pro kalibraci a charakterizaci kamer a optických měřicích přístrojů a pro určování odrazivosti, transmise a absorpčních vlastností materiálů. K dispozici jsou průměry od 75 mm do 2500 mm s povrchovými úpravami ze síranu barya, PTFE nebo zlata.
Základní veličiny jsou vysvětleny v části Radiometrické veličiny.
Princip funkce je založen na principu integrační koule. Integrační koule se skládá z dutého, kulového tělesa s vysoce reflexním vnitřním povrchem. Tento povrch je opatřen difuzně reflexním nátěrem ze síranu barya, PTFE nebo zlata, který v závislosti na materiálu a vlnové délce rozptýlí až 99 % dopadajícího světla. Tato vlastnost umožňuje kouli rovnoměrně rozložit světlo ve všech směrech a eliminovat směrové efekty.
U etalonů jasu a zářivosti jsou světelné zdroje umístěny vně koule a svítí do jejího nitra.
Každá integrační koule Opsytec je vyrobena podle individuálních požadavků zákazníka, aby byl zajištěn optimální výkon pro konkrétní aplikace.
Další vlastností etalonů jasu a zářivosti od Opsytec Dr. Gröbel GmbH je jejich schopnost integrovat současně více světelných zdrojů. Ty lze volitelně provozovat jednotlivě nebo ve skupinách a lze je stmívat nebo vybavit manuální či motorizovanou mechanickou clonou. Clony se používají v případech, kdy je třeba upravit úroveň jasu a zářivosti, ale lampy nelze stmívat nebo spektrálně měnit.
Referenční příklady: jas a homogenita
Dva realizované etalony ukazují, jakého jasu a homogenity dosahuje integrační koule jako homogenní světelný zdroj:
| Provedení | Světelné zdroje | Jas | Homogenita |
|---|---|---|---|
| Koule 300 mm, výstupní otvor 50 mm, síran barya | 4 halogenové lampy (max. 8) | 12 000 cd/m² | nad 99,5 % na celé ploše |
| Koule 2500 mm, výstupní otvor 1200 mm, PTFE | 25 halogenových lamp po 1000 W, jedna z nich s motorizovanou irisovou clonou | 76 000 cd/m² | nad 98 % na využitelné ploše |
Výstupní otvor zaujímá u koule 300 mm přibližně 0,7 % vnitřního povrchu koule, u koule 2500 mm přibližně 6 %. Čím větší je výstupní plocha v poměru ke kouli, tím obtížněji se homogenita udržuje.
Vypočítejte si radianci a luminanci individuálně
Zdarma v prohlížeči, bez nutnosti registrace.
Jas a zářivost, kterých integrační koule dosahuje, závisí na průměru, povrchové úpravě, velikosti otvorů a konfiguraci lamp. Kalkulátor ukazuje zářivost, jas a spektrální zářivost na výstupním otvoru – se síranem barya, PTFE nebo zlatem – a poskytne první návrh včetně 3D náhledu a zprávy ve formátu PDF dříve, než společně přejdeme k podrobnostem.
Jako homogenní zdroje světla pro etalony jasu nebo zářivosti přicházejí v úvahu následující lampy:
Halogenové lampy se běžně používají, protože nabízejí kontinuální spektrum ve viditelné oblasti. Jsou ideální pro aplikace, které vyžadují vysokou barevnou věrnost a kontinuální spektrum. Halogenové lampy jsou také dostupné v různých výkonech, což umožňuje flexibilitu volby.
Světelné diody (LED) se stále více používají jako etalony jasu a zářivosti. LED nabízejí řadu výhod, včetně dlouhé životnosti, energetické účinnosti a možnosti volby konkrétních vlnových délek. LED umožňují přesné řízení intenzity světla a rychlou odezvu, což je činí obzvláště atraktivními pro moderní aplikace. Dosažený jas je vyšší než u konvenčních integračních koulí s halogenovými lampami.
Deuteriové lampy produkují kontinuální spektrum přibližně od 200 do 400 nm, což je předurčuje pro aplikace vyžadující UV záření.
IR zářiče, jako jsou wolframové zářiče, produkují kontinuální spektrum s maximem v blízké až střední infračervené oblasti a často se používají v IR spektroskopii a termografii. IR zářiče jsou dostupné i pro vakuové aplikace.
Tyto lampy se používají jako etalony jasu a zářivosti v následujících aplikacích homogenních zdrojů světla:
- Kalibrace měřicích přístrojů pro jas a zářivost
- Vytvoření homogenního zdroje světla s definovanými hodnotami jasu pro charakterizaci kamerových systémů
- Poskytování referenčních hodnot pro kontrolu kvality v osvětlovacím průmyslu
- Podpora výzkumu a vývoje v oblasti optiky a fotometrie
- Charakterizace odrazu, přenosu a absorpce, kde rovnoměrné osvětlení zajišťuje výsledky.
Technické údaje, příslušenství a držáky pro etalony luminance / zářivosti
| Průměr | 75 mm - 2500 mm |
| na přání dle požadavků klienta | |
| Povrchová úprava | Síran barnatý (BaSO4) |
| PTFE | |
| Zlato | |
| Vlnové délky | BaSO4 300–2400 nm |
| PTFE 200–2500 nm | |
| Zlato 0,7–20 µm | |
| Porty | 1 (standardní) |
| Porty pro lampy | 1–25 |
| Příslušenství | Řídicí jednotka UControl |
| Senzory RMD | |
| Spektrometr | |
| Clony portů |
Objednací čísla, rozsah dodávky, příslušenství a varianty
| Povlak | Rozsah vlnových délek |
|---|---|
| Síran barnatý (BaSO₄) | 300–2400 nm |
| PTFE | 200–2500 nm |
| Zlato | 0,7–20 µm |
Povlak určuje využitelný rozsah vlnových délek. Pokud si nejste jisti, který je pro Vás ten správný, rádi Vám poradíme.
| Vnitřní průměr | Poznámka |
|---|---|
| 75 mm | |
| 100 mm | |
| 150 mm | |
| 300 mm | |
| 500 mm | |
| 600 mm | |
| 800 mm | |
| 1000 mm | |
| na zákaznickou míru | uveďte prosím ve Vaší poptávce |
Objednací čísla koulí jsou uvedena na stránce integrační koule; standardem je koule, lampa a řídicí jednotka společně a jsou sestaveny pro Vaši měřicí úlohu.
| Počet | Poznámka |
|---|---|
| 1 až 25 | v závislosti na požadované zářivosti |
K dispozici jako příslušenství: ovládací jednotka UControl, senzory RMD, spektrometry a portové clony.
Příklad ukazuje etalon záře s výstupním otvorem o rozměru 1200 mm a průměru 2500 mm. Bylo použito 25 halogenových žárovek (každá 1000 W), z nichž jedna byla vybavena motorizovanou irisovou clonou. Jas velké integrační koule je 76 000 cd/m². Homogenita je vyšší než 98 % na požadovaném povrchu. materiál: PTFE
Časté dotazy k homogenním světelným zdrojům
Velmi homogenní, pokud je výstupní otvor ve srovnání s koulí malý. Etalon jasu Opsytec o průměru 300 mm s výstupním otvorem 50 mm dosahuje homogenity nad 99,5 % na celé ploše, etalon zářivosti o průměru 2500 mm s výstupním otvorem 1200 mm nad 98 % na využitelné ploše. Čím větší je výstupní otvor v poměru ke kouli, tím obtížněji se tato homogenita udržuje.
Etalon jasu udává jas v cd/m², tedy záření vážené poměrnou spektrální světelnou účinností oka V(λ); používá se ke kalibraci kamer a jasoměrů ve viditelné oblasti. Etalon zářivosti udává zářivost ve W/(m²·sr), resp. spektrálně ve W/(m²·sr·nm), a není vázán na V(λ) – s deuteriovou lampou nebo IR zářičem i pro UV a IR aplikace. Oba jsou založeny na stejné integrační kouli; spektrální rozsah určují světelný zdroj a povrchová úprava.
Průměr koule se řídí výstupním otvorem, protože homogenita závisí na poměru plochy otvoru k vnitřnímu povrchu koule. U výstupního otvoru 50 mm v kouli 300 mm činí tento poměr přibližně 0,7 % a homogenita je nad 99,5 %; u výstupního otvoru 1200 mm v kouli 2500 mm přibližně 6 % při homogenitě nad 98 %. Opsytec vyrábí etalony jasu a zářivosti od 75 mm do 2,5 m; kalkulátor integrační koule na této stránce vypočítá, jakého jasu a zářivosti daný návrh dosahuje.
Publikace využívající integrační koule Opsytec
Pro tento konkrétní přístroj nevedeme samostatnou bibliografii – publikace obvykle uvádějí pouze rodinu produktů, nikoli konkrétní model. Zde jsou uvedeny 3 nejnovější práce, v nichž byly použity integrační koule Opsytec.
| Název | Autoři | Časopis | Rok |
|---|---|---|---|
| Luminescence and Photochromism in Lanthanide‐Doped Hackmanites | Baggott, J.; Tuomisto, M.; Williams, J. A. G. et al. | Advanced Optical Materials | 2026 |
| Customizing Tactile and Visual Perceptions of Organic Light–Emitting Diodes by Surface Coatings | Buhl, J.; Cojocaru, A.; Gerken, M. | Advanced Intelligent Systems | 2021 |
| Design of Instrumentation & Control and Optical Table Instruments for the Divertor Flow Monitor Diagnostic at ITER | — | — | — |
Downloads
Katalogové listy jsou k dispozici v němčině a angličtině. Závazná je anglická verze.
