Fonte de luz homogênea com esfera integradora – padrão de luminância e radiância
Os padrões de luminância e radiância da Opsytec são fontes de luz homogêneas baseadas em uma esfera integradora que emitem de maneira uniforme e quase perfeitamente lambertiana em toda a sua superfície emissora. São utilizados em fotometria e radiometria, em particular para a calibração e caracterização de câmeras e dispositivos de medição óptica, e para determinar as propriedades de reflexão, transmissão e absorção de materiais. Estão disponíveis diâmetros de 75 mm a 2500 mm com revestimentos de sulfato de bário, PTFE ou ouro.
As grandezas envolvidas são explicadas em Grandezas radiométricas.
O modo de operação baseia-se no princípio da esfera integradora. A esfera integradora consiste em uma estrutura esférica oca com uma superfície interna altamente refletiva. Essa superfície é revestida com um revestimento de reflexão difusa de sulfato de bário, PTFE ou ouro, que, dependendo do material e do comprimento de onda, dispersa até 99 % da luz incidente. Essa propriedade permite que a esfera distribua a luz uniformemente em todas as direções e elimine efeitos direcionais.
Para os padrões de luminância e radiância, as fontes de luz são posicionadas do lado de fora e incidem para dentro da esfera.
Cada esfera integradora da Opsytec é fabricada de acordo com os requisitos individuais do cliente para garantir o desempenho ideal em aplicações específicas.
Outra característica dos padrões de luminância e radiância da Opsytec Dr. Gröbel GmbH é a capacidade de integrar várias fontes de luz simultaneamente. Elas podem, opcionalmente, ser operadas individualmente ou em grupos e podem ser reguladas (dimmerizadas) ou equipadas com um diafragma mecânico manual ou motorizado. Anteparos (shades) são utilizados quando os níveis de luminância e radiância precisam ser ajustados, mas as lâmpadas não podem ser reguladas ou alteradas espectralmente.
Exemplos de referência: luminância e homogeneidade
Dois padrões já construídos mostram a luminância e a homogeneidade que uma esfera integradora alcança como fonte de luz homogênea:
| Configuração | Fontes de luz | Luminância | Homogeneidade |
|---|---|---|---|
| Esfera de 300 mm, porta de saída de 50 mm, sulfato de bário | 4 lâmpadas halógenas (máx. 8) | 12.000 cd/m² | acima de 99,5 % em toda a área |
| Esfera de 2500 mm, porta de saída de 1200 mm, PTFE | 25 lâmpadas halógenas de 1000 W cada, uma delas com diafragma íris motorizado | 76.000 cd/m² | acima de 98 % na área útil |
A porta de saída ocupa cerca de 0,7 % da superfície interna da esfera no caso da esfera de 300 mm e cerca de 6 % no caso da esfera de 2500 mm. Quanto maior a área de saída em relação à esfera, mais difícil é manter a homogeneidade.
Calcule radiância e luminância individualmente
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A luminância e a radiância que uma esfera integradora alcança dependem do diâmetro, do revestimento, do tamanho das portas e da configuração das lâmpadas. A calculadora mostra a radiância, a luminância e a radiância espectral na porta de saída – com sulfato de bário, PTFE ou ouro – e fornece um primeiro projeto com visualização 3D e relatório em PDF antes de entrarmos juntos nos detalhes.
As seguintes lâmpadas são possíveis como fontes de luz homogêneas para padrões de luminância ou radiância:
Lâmpadas halógenas são comumente utilizadas porque oferecem um espectro contínuo na faixa visível. Elas são ideais para aplicações que exigem alta fidelidade de cor e um espectro contínuo. As lâmpadas halógenas também estão disponíveis em diferentes potências, permitindo flexibilidade de escolha.
Diodos emissores de luz (LEDs) estão sendo cada vez mais utilizados para padrões de luminância e padrões de radiância. Os LEDs oferecem diversas vantagens, incluindo vida útil longa, eficiência energética e a capacidade de selecionar comprimentos de onda específicos. Os LEDs permitem um controle preciso da intensidade luminosa e um tempo de resposta rápido, o que os torna particularmente atraentes para aplicações modernas. A luminância alcançada é maior do que a de esferas integradoras convencionais com lâmpadas halógenas.
Lâmpadas de deutério produzem um espectro contínuo de aproximadamente 200 a 400 nm, tornando-as ideais para aplicações que requerem radiação UV.
Emissores de IR, como emissores de tungstênio, produzem um espectro contínuo com um máximo na faixa do infravermelho próximo a médio e são frequentemente utilizados em espectroscopia de IR e termografia. Emissores de IR também estão disponíveis para aplicações em vácuo.
Essas lâmpadas são utilizadas como padrões de luminância e radiância nas seguintes aplicações de fontes de luz homogêneas:
- Calibração de dispositivos de medição de luminância e radiância
- Geração de uma fonte de luz homogênea com valores de luminância definidos para a caracterização de sistemas de câmeras
- Fornecimento de valores de referência para controle de qualidade na indústria de iluminação
- Apoio à pesquisa e desenvolvimento na área de óptica e fotometria
- Caracterização de reflexão, transmissão e absorção, onde a iluminação uniforme garante os resultados.
Dados técnicos, acessórios e suportes para padrões de luminância / radiância
| Diâmetro | 75 mm - 2500 mm |
| específico do cliente sob consulta | |
| Revestimento | Sulfato de bário (BaSO4) |
| PTFE | |
| Ouro | |
| Comprimentos de onda | BaSO4 300–2400 nm |
| PTFE 200–2500 nm | |
| Ouro 0,7–20 µm | |
| Aberturas | 1 (padrão) |
| Aberturas para lâmpada | 1–25 |
| Acessórios | Unidade de controle UControl |
| Sensores RMD | |
| Espectrômetro | |
| Aberturas de porta |
Números de pedido, escopo de fornecimento, acessórios e versões
| Revestimento | Faixa de comprimento de onda |
|---|---|
| Sulfato de bário (BaSO₄) | de 300 a 2400 nm |
| PTFE | de 200 a 2500 nm |
| Ouro | de 0,7 a 20 µm |
O revestimento determina a faixa de comprimento de onda utilizável. Se você não tiver certeza de qual é a mais adequada, ficaremos felizes em orientá-lo.
| Diâmetro interno | Observação |
|---|---|
| 75 mm | |
| 100 mm | |
| 150 mm | |
| 300 mm | |
| 500 mm | |
| 600 mm | |
| 800 mm | |
| 1000 mm | |
| específico do cliente | informe na sua solicitação |
Os números de pedido das esferas são apresentados na página esferas integradoras; um padrão é composto pela esfera, pela lâmpada e pelo controlador juntos, sendo montado de acordo com a sua tarefa de medição.
| Número | Observação |
|---|---|
| de 1 a 25 | dependendo da irradiância necessária |
Disponíveis como acessórios: a unidade de controle UControl, sensores RMD, espectrômetros e defletores de porta.
O exemplo mostra um padrão de radiância com uma porta de saída de 1200 mm e um diâmetro de 2500 mm. Foram utilizadas 25 lâmpadas halógenas (1000 W cada), sendo uma delas com diafragma de íris motorizado. A luminância da grande esfera integradora é de 76.000 cd/m². A homogeneidade é superior a 98 % na superfície a ser realizada. material: PTFE
Perguntas frequentes sobre fontes de luz homogêneas
Muito homogênea, desde que a porta de saída seja pequena em comparação com a esfera. Um padrão de luminância da Opsytec com diâmetro de 300 mm e porta de saída de 50 mm alcança uma homogeneidade acima de 99,5 % em toda a área; um padrão de radiância com diâmetro de 2500 mm e porta de saída de 1200 mm, acima de 98 % na área útil. Quanto maior a porta de saída em relação à esfera, mais difícil é manter essa homogeneidade.
Um padrão de luminância indica a luminância em cd/m², ou seja, a radiação ponderada pela eficiência luminosa espectral V(λ) do olho; ele é usado para calibrar câmeras e luminancímetros na faixa visível. Um padrão de radiância indica a radiância em W/(m²·sr) ou, espectralmente, em W/(m²·sr·nm) e não está vinculado a V(λ) – com uma lâmpada de deutério ou um emissor IR, também para aplicações UV e IR. Ambos se baseiam na mesma esfera integradora; a fonte de luz e o revestimento determinam a faixa espectral.
O diâmetro da esfera é definido pela abertura de saída, pois a homogeneidade depende da relação entre a área da porta e a superfície interna da esfera. Com uma porta de saída de 50 mm em uma esfera de 300 mm, essa relação é de cerca de 0,7 % e a homogeneidade fica acima de 99,5 %; com uma porta de saída de 1200 mm em uma esfera de 2500 mm, é de cerca de 6 %, com homogeneidade acima de 98 %. A Opsytec fabrica padrões de luminância e radiância de 75 mm a 2,5 m; a calculadora de esfera integradora desta página calcula a luminância e a radiância que um projeto alcança.
Publicações que utilizam esferas integradoras Opsytec
Não mantemos uma bibliografia separada para este dispositivo específico – as publicações geralmente citam a família de produtos, não o modelo. Aqui estão listados os 3 trabalhos mais recentes que utilizaram esferas integradoras Opsytec.
| Título | Autores | Revista | Ano |
|---|---|---|---|
| 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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As fichas técnicas estão disponíveis em alemão e inglês. A versão em inglês é a que prevalece.
