균일 광원(적분구) – 휘도 및 방사휘도 표준기
Opsytec 휘도 및 방사휘도 표준기는 적분구를 기반으로 한 균일 광원으로, 전체 발광 표면에 걸쳐 균일하고 거의 완벽한 램버시안 방식으로 방출합니다. 이는 광도측정 및 복사측정, 특히 카메라 및 광학 측정 장치의 교정과 특성화, 재료의 반사, 투과 및 흡수 특성 결정에 사용됩니다. 황산바륨, PTFE 또는 금 코팅이 적용된 직경 75 mm부터 2500 mm까지의 제품을 이용하실 수 있습니다.
기초가 되는 물리량에 대한 설명은 복사측정량을 참조하시기 바랍니다.
작동 방식은 적분구의 원리를 기반으로 합니다. 적분구는 고반사율의 내부 표면을 가진 속이 빈 구형 구조로 이루어져 있습니다. 이 표면에는 재료와 파장에 따라 입사광의 최대 99%를 산란시키는 황산바륨, PTFE 또는 금의 확산 반사 코팅이 되어 있습니다. 이 특성으로 인해 구체는 빛을 모든 방향으로 균일하게 분포시키고 방향성 효과를 제거할 수 있습니다.
휘도 표준기 및 방사휘도 표준기의 경우, 광원은 구체 외부에 위치하여 구체 안쪽으로 빛을 비춥니다.
각 Opsytec 적분구는 특정 용도에 최적의 성능을 보장하기 위해 고객의 개별 요구사항에 맞춰 제작됩니다.
Opsytec Dr. Gröbel GmbH의 휘도 및 방사휘도 표준기의 또 다른 특징은 여러 개의 광원을 동시에 통합할 수 있다는 점입니다. 이러한 광원은 선택적으로 개별 또는 그룹으로 작동시킬 수 있으며, 조광이 가능하거나 수동 또는 전동 기계식 조리개를 장착할 수 있습니다. 휘도 및 방사휘도 수준을 조정해야 하지만 램프를 조광하거나 스펙트럼을 변경할 수 없는 경우에는 차광판이 사용됩니다.
참조 사례: 휘도 및 균일도
제작된 두 대의 표준기를 통해 적분구가 균일 광원으로서 달성하는 휘도와 균일도를 확인할 수 있습니다.
| 구성 | 광원 | 휘도 | 균일도 |
|---|---|---|---|
| 적분구 300 mm, 출사구 50 mm, 황산바륨 | 할로겐 램프 4개(최대 8개) | 12,000 cd/m² | 전체 면적에서 99.5% 이상 |
| 적분구 2500 mm, 출사구 1200 mm, PTFE | 1000 W 할로겐 램프 25개(그중 1개는 전동 아이리스 조리개 장착) | 76,000 cd/m² | 유효 면적에서 98% 이상 |
출사구가 구 내부 표면에서 차지하는 비율은 300 mm 구에서 약 0.7%, 2500 mm 구에서 약 6%입니다. 구에 비해 출사 면적이 클수록 균일도를 유지하기가 더 어려워집니다.
복사휘도와 광휘도를 개별적으로 계산
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휘도 또는 방사휘도 표준을 위한 균일 광원으로 다음과 같은 램프를 사용할 수 있습니다
할로겐 램프는 가시광선 영역에서 연속 스펙트럼을 제공하기 때문에 일반적으로 사용됩니다. 높은 색충실도와 연속 스펙트럼이 필요한 용도에 이상적입니다. 할로겐 램프는 다양한 와트수로도 제공되어 선택의 유연성을 제공합니다.
발광다이오드(LED)는 휘도 표준 및 방사휘도 표준에 점점 더 많이 사용되고 있습니다. LED는 긴 수명, 에너지 효율, 특정 파장 선택 가능성 등 여러 장점을 제공합니다. LED는 광 강도의 정밀한 제어와 빠른 응답 시간을 가능하게 하여 현대적인 용도에 특히 매력적입니다. 달성되는 휘도는 할로겐 램프를 사용하는 기존의 적분구보다 높습니다.
중수소 램프는 약 200~400 nm 범위에서 연속 스펙트럼을 생성하여 자외선(UV) 조사(照射)가 필요한 용도에 이상적입니다.
텅스텐 방출체와 같은 적외선(IR) 방출체는 근적외선에서 중적외선 범위에 최대값을 갖는 연속 스펙트럼을 생성하며, 적외선 분광학 및 열화상 분야에서 자주 사용됩니다. 적외선 방출체는 진공 용도용으로도 제공됩니다.
이러한 램프는 다음과 같은 균일 광원 용도에서 휘도 및 방사휘도 표준으로 사용됩니다:
- 휘도 및 방사휘도 측정 기기의 교정
- 카메라 시스템의 특성화를 위한 정의된 휘도 값을 갖는 균일 광원의 생성
- 조명 산업의 품질 관리를 위한 기준값 제공
- 광학 및 광도측정 분야의 연구개발 지원
- 균일한 조명이 결과를 보장하는 반사, 투과 및 흡수 특성화
주문 번호, 공급 범위, 액세서리 및 버전
| 코팅 | 파장 범위 |
|---|---|
| 황산바륨(BaSO₄) | 300~2400 nm |
| PTFE | 200~2500 nm |
| 금 | 0.7~20 µm |
코팅은 사용 가능한 파장 범위를 결정합니다. 어떤 코팅이 적합한지 확실하지 않으신 경우, 저희가 기꺼이 상담해 드리겠습니다.
| 내경 | 비고 |
|---|---|
| 75 mm | |
| 100 mm | |
| 150 mm | |
| 300 mm | |
| 500 mm | |
| 600 mm | |
| 800 mm | |
| 1000 mm | |
| 고객 맞춤형 | 문의 시 함께 기재하여 주시기 바랍니다 |
적분구의 주문 번호는 적분구 페이지에 나와 있습니다. 표준 사양은 적분구, 램프 및 컨트롤러가 함께 구성되며 귀사의 측정 과제에 맞게 조립됩니다.
| 개수 | 비고 |
|---|---|
| 1~25 | 요구되는 복사조도에 따라 다름 |
액세서리로 UControl 컨트롤 유닛, RMD 센서, 분광계 및 포트 배플을 제공합니다.
균일 광원에 대한 자주 묻는 질문
출사구가 구에 비해 작다면 매우 균일합니다. 직경 300 mm, 출사구 50 mm의 Opsytec 휘도 표준기는 전체 면적에서 99.5% 이상의 균일도를, 직경 2500 mm, 출사구 1200 mm의 방사휘도 표준기는 유효 면적에서 98% 이상의 균일도를 달성합니다. 구에 비해 출사구가 클수록 이러한 균일도를 유지하기가 더 어려워집니다.
휘도 표준기는 휘도를 cd/m² 단위로 나타내며, 이는 눈의 분광 시감 효율 V(λ)로 가중된 복사입니다. 가시광선 영역에서 카메라와 휘도계를 교정하는 데 사용됩니다. 방사휘도 표준기는 방사휘도를 W/(m²·sr) 단위로, 분광적으로는 W/(m²·sr·nm) 단위로 나타내며 V(λ)에 구속되지 않습니다. 중수소 램프나 적외선 방사기를 사용하면 자외선(UV) 및 적외선(IR) 응용 분야에도 활용할 수 있습니다. 두 표준기 모두 동일한 적분구를 기반으로 하며, 광원과 코팅이 스펙트럼 범위를 결정합니다.
균일도는 포트 면적과 구 내부 표면적의 비율에 따라 결정되므로, 구의 직경은 출사구 크기에 따라 정해집니다. 300 mm 구에 50 mm 출사구를 적용하면 이 비율은 약 0.7%이고 균일도는 99.5% 이상이며, 2500 mm 구에 1200 mm 출사구를 적용하면 약 6%이고 균일도는 98% 이상입니다. Opsytec은 75 mm부터 2.5 m까지의 휘도 및 방사휘도 표준기를 제작합니다. 이 페이지의 적분구 계산기로 설계안이 달성하는 휘도와 방사휘도를 계산할 수 있습니다.
Opsytec 적분구를 활용한 논문
본 개별 장비에 대한 별도의 참고문헌 목록은 관리하지 않습니다 - 논문에는 보통 모델이 아닌 제품군이 표기됩니다. 여기에는 Opsytec 적분구가 사용된 최신 논문 3건을 안내합니다.
| 제목 | 저자 | 저널 | 연도 |
|---|---|---|---|
| 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 | — | — | — |
