Fuente de luz homogénea con esfera integradora – patrón de luminancia y radiancia
Los patrones de luminancia y radiancia de Opsytec son fuentes de luz homogéneas basadas en una esfera integradora que emiten de manera uniforme y casi perfectamente lambertiana en toda su superficie emisora. Se utilizan en fotometría y radiometría, en particular para la calibración y caracterización de cámaras y dispositivos de medición ópticos, y para determinar las propiedades de reflexión, transmisión y absorción de materiales. Están disponibles diámetros de 75 mm a 2500 mm con revestimientos de sulfato de bario, PTFE u oro.
Las magnitudes subyacentes se explican en Magnitudes radiométricas.
El modo de funcionamiento se basa en el principio de la esfera integradora. La esfera integradora consiste en una estructura hueca y esférica con una superficie interior altamente reflectante. Esta superficie está recubierta con un revestimiento reflectante difuso de sulfato de bario, PTFE u oro, que, según el material y la longitud de onda, dispersa hasta el 99 % de la luz incidente. Esta propiedad permite que la esfera distribuya la luz de manera uniforme en todas las direcciones y elimine los efectos direccionales.
En el caso de los patrones de luminancia y radiancia, las fuentes de luz se colocan en el exterior e iluminan hacia el interior de la esfera.
Cada esfera integradora de Opsytec se fabrica según los requisitos individuales del cliente para garantizar un rendimiento óptimo en aplicaciones específicas.
Otra característica de los patrones de luminancia y radiancia de Opsytec Dr. Gröbel GmbH es su capacidad de integrar varias fuentes de luz simultáneamente. Estas pueden operarse opcionalmente de forma individual o en grupos y pueden atenuarse o equiparse con un diafragma mecánico manual o motorizado. Se utilizan pantallas cuando es necesario ajustar los niveles de luminancia y radiancia, pero las lámparas no pueden atenuarse ni cambiar espectralmente.
Ejemplos de referencia: luminancia y homogeneidad
Dos patrones ya fabricados muestran la luminancia y la homogeneidad que alcanza una esfera integradora como fuente de luz homogénea:
| Configuración | Fuentes de luz | Luminancia | Homogeneidad |
|---|---|---|---|
| Esfera de 300 mm, puerto de salida de 50 mm, sulfato de bario | 4 lámparas halógenas (máx. 8) | 12 000 cd/m² | superior al 99,5 % en toda la superficie |
| Esfera de 2500 mm, puerto de salida de 1200 mm, PTFE | 25 lámparas halógenas de 1000 W cada una, una de ellas con diafragma de iris motorizado | 76 000 cd/m² | superior al 98 % en la superficie útil |
El puerto de salida ocupa aproximadamente el 0,7 % de la superficie interior de la esfera en la esfera de 300 mm y aproximadamente el 6 % en la esfera de 2500 mm. Cuanto mayor es la superficie de salida en relación con la esfera, más difícil resulta mantener la homogeneidad.
Calcule la radiancia y la luminancia de forma individual
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La luminancia y la radiancia que alcanza una esfera integradora dependen del diámetro, el revestimiento, el tamaño de los puertos y la configuración de las lámparas. La calculadora muestra la radiancia, la luminancia y la radiancia espectral en el puerto de salida – con sulfato de bario, PTFE u oro – y ofrece un primer diseño con vista 3D e informe PDF antes de que analicemos juntos los detalles.
Las siguientes lámparas son posibles como fuentes de luz homogéneas para patrones de luminancia o radiancia:
Las lámparas halógenas se utilizan comúnmente porque ofrecen un espectro continuo en el rango visible. Son ideales para aplicaciones que requieren una alta fidelidad de color y un espectro continuo. Las lámparas halógenas también están disponibles en diferentes potencias, lo que permite flexibilidad de elección.
Los diodos emisores de luz (LED) se utilizan cada vez más para patrones de luminancia y patrones de radiancia. Los LED ofrecen varias ventajas, incluyendo una larga vida útil, eficiencia energética y la posibilidad de seleccionar longitudes de onda específicas. Los LED permiten un control preciso de la intensidad de la luz y un tiempo de respuesta rápido, lo que los hace especialmente atractivos para aplicaciones modernas. La luminancia alcanzada es superior a la de las esferas integradoras convencionales con lámparas halógenas.
Las lámparas de deuterio producen un espectro continuo de aproximadamente 200 a 400 nm, lo que las hace ideales para aplicaciones que requieren radiación UV.
Los emisores IR, como los emisores de tungsteno, producen un espectro continuo con un máximo en el rango del infrarrojo cercano a medio y se utilizan a menudo en espectroscopía IR y termografía. Los emisores IR también están disponibles para aplicaciones de vacío.
Estas lámparas se utilizan como patrones de luminancia y radiancia en las siguientes aplicaciones de fuentes de luz homogéneas:
- Calibración de instrumentos de medición de luminancia y radiancia
- Generación de una fuente de luz homogénea con valores de luminancia definidos para la caracterización de sistemas de cámaras
- Suministro de valores de referencia para el control de calidad en la industria de la iluminación
- Apoyo a la investigación y el desarrollo en el campo de la óptica y la fotometría
- Caracterización de la reflexión, la transmisión y la absorción, donde una iluminación uniforme garantiza los resultados.
Datos técnicos, accesorios y soportes para patrones de luminancia / radiancia
| Diámetro | 75 mm - 2500 mm |
| específico según requisitos del cliente (bajo pedido) | |
| Recubrimiento | Sulfato de bario (BaSO4) |
| PTFE | |
| Oro | |
| Longitudes de onda | BaSO4 300–2400 nm |
| PTFE 200–2500 nm | |
| Oro 0,7–20 µm | |
| Puertos | 1 (estándar) |
| Puertos para lámparas | 1–25 |
| Accesorios | Unidad de control UControl |
| Sensores RMD | |
| Espectrómetro | |
| Aberturas de puerto |
Números de pedido, alcance del suministro, accesorios y versiones
| Recubrimiento | Rango de longitud de onda |
|---|---|
| Sulfato de bario (BaSO₄) | 300–2400 nm |
| PTFE | 200–2500 nm |
| Oro | 0,7–20 µm |
El recubrimiento determina el rango de longitud de onda utilizable. Si no está seguro de cuál es el adecuado, estaremos encantados de asesorarle.
| diámetro interior | nota |
|---|---|
| 75 mm | |
| 100 mm | |
| 150 mm | |
| 300 mm | |
| 500 mm | |
| 600 mm | |
| 800 mm | |
| 1000 mm | |
| específico del cliente | indíquelo en su solicitud |
Los números de pedido de las esferas se indican en la página esferas integradoras; un estándar está compuesto por la esfera, la lámpara y el control conjuntamente, y se configura para su tarea de medición.
| Número | Nota |
|---|---|
| de 1 a 25 | según la irradiancia requerida |
Disponibles como accesorios: la unidad de control UControl, sensores RMD, espectrómetros y deflectores de puerto.
El ejemplo muestra un patrón de radiancia con un puerto de salida de 1200 mm y un diámetro de 2500 mm. Se utilizaron 25 lámparas halógenas (de 1000 W cada una), una de ellas con un diafragma de iris motorizado. La luminancia de la esfera integradora grande es de 76 000 cd/m². La homogeneidad es superior al 98 % en la superficie a realizar. material: PTFE
Preguntas frecuentes sobre fuentes de luz homogéneas
Muy alta, siempre que el puerto de salida sea pequeño en comparación con la esfera. Un patrón de luminancia de Opsytec con un diámetro de 300 mm y un puerto de salida de 50 mm alcanza una homogeneidad superior al 99,5 % en toda la superficie; un patrón de radiancia con un diámetro de 2500 mm y un puerto de salida de 1200 mm, superior al 98 % en la superficie útil. Cuanto mayor es el puerto de salida en relación con la esfera, más difícil resulta mantener esta homogeneidad.
Un patrón de luminancia indica la luminancia en cd/m², es decir, la radiación ponderada con la eficiencia luminosa espectral V(λ) del ojo; se utiliza para calibrar cámaras y luminancímetros en el rango visible. Un patrón de radiancia indica la radiancia en W/(m²·sr) o, de forma espectral, en W/(m²·sr·nm) y no está vinculado a V(λ) – con una lámpara de deuterio o un emisor IR, también para aplicaciones UV e IR. Ambos se basan en la misma esfera integradora; la fuente de luz y el revestimiento determinan el rango espectral.
El diámetro de la esfera depende de la abertura de salida, ya que la homogeneidad depende de la relación entre la superficie del puerto y la superficie interior de la esfera. Con un puerto de salida de 50 mm en una esfera de 300 mm, esta relación es de aproximadamente el 0,7 % y la homogeneidad es superior al 99,5 %; con un puerto de salida de 1200 mm en una esfera de 2500 mm, es de aproximadamente el 6 %, con más del 98 %. Opsytec fabrica patrones de luminancia y radiancia de 75 mm a 2,5 m; la calculadora de esferas integradoras de esta página calcula la luminancia y la radiancia que alcanza un diseño.
publicaciones que utilizan esferas integradoras de Opsytec
No mantenemos una bibliografía independiente para este dispositivo individual: las publicaciones suelen citar la familia de productos, no el modelo. Aquí se enumeran los 3 trabajos más recientes en los que se emplearon esferas integradoras de Opsytec.
| Título | Autores | Revista | Año |
|---|---|---|---|
| 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 | — | — | — |
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Las fichas técnicas están disponibles en alemán e inglés. La versión inglesa es la vinculante.
