Homogen ljuskälla med integrerande sfär – luminans- och radiansstandard
Opsytecs standarder för luminans och radians är homogena ljuskällor baserade på en integrerande sfär som avger ljus jämnt och nästan perfekt Lambertiskt över hela sin utstrålande yta. De används inom fotometri och radiometri, i synnerhet för kalibrering och karakterisering av kameror och optiska mätinstrument, samt för att bestämma materials reflektions-, transmissions- och absorptionsegenskaper. Diametrar från 75 mm till 2500 mm finns tillgängliga med beläggningar av bariumsulfat, PTFE eller guld.
De underliggande storheterna förklaras under Radiometriska storheter.
Funktionssättet bygger på principen för den integrerande sfären. Den integrerande sfären består av en ihålig, sfärisk struktur med en högreflekterande inneryta. Denna yta är belagd med en diffust reflekterande beläggning av bariumsulfat, PTFE eller guld, som beroende på material och våglängd sprider upp till 99 % av det infallande ljuset. Denna egenskap gör det möjligt för sfären att fördela ljuset jämnt i alla riktningar och eliminera riktningseffekter.
För luminans- och radiansstandarder placeras ljuskällorna utanför och lyser in i sfären.
Varje integrerande sfär från Opsytec tillverkas enligt kundens individuella krav för att säkerställa optimal prestanda för specifika tillämpningar.
En annan egenskap hos luminans- och radiansstandarderna från Opsytec Dr. Gröbel GmbH är deras förmåga att integrera flera ljuskällor samtidigt. Dessa kan valfritt drivas individuellt eller i grupper och kan dimras eller utrustas med en manuell eller motoriserad mekanisk bländare. Bländare används om luminans- och radiansnivåerna behöver justeras men lamporna inte kan dimras eller ändras spektralt.
Referensexempel: luminans och homogenitet
Två byggda standarder visar vilken luminans och homogenitet en integrerande sfär uppnår som homogen ljuskälla:
| Uppbyggnad | Ljuskällor | Luminans | Homogenitet |
|---|---|---|---|
| Sfär 300 mm, utgångsöppning 50 mm, bariumsulfat | 4 halogenlampor (max. 8) | 12 000 cd/m² | mer än 99,5 % över hela ytan |
| Sfär 2500 mm, utgångsöppning 1200 mm, PTFE | 25 halogenlampor på vardera 1000 W, varav en med motoriserad irisbländare | 76 000 cd/m² | mer än 98 % över den användbara ytan |
Utgångsöppningen upptar cirka 0,7 % av sfärens inre yta i sfären på 300 mm och cirka 6 % i sfären på 2500 mm. Ju större utgångsytan är i förhållande till sfären, desto svårare är det att bibehålla homogeniteten.
Beräkna radians och luminans individuellt
Kostnadsfritt i webbläsaren, ingen registrering krävs.
Vilken luminans och radians en integrerande sfär uppnår beror på diameter, beläggning, portstorlek och lampkonfiguration. Kalkylatorn visar radians, luminans och spektral radians vid utgångsöppningen – med bariumsulfat, PTFE eller guld – och ger ett första utkast inklusive 3D-vy och PDF-rapport innan vi tillsammans går igenom detaljerna.
Följande lampor är möjliga som homogena ljuskällor för luminans- eller strålningstäthetsstandarder:
Halogenlampor används vanligtvis eftersom de erbjuder ett kontinuerligt spektrum inom det synliga området. De är idealiska för tillämpningar som kräver hög färgåtergivning och ett kontinuerligt spektrum. Halogenlampor finns även i olika watttal, vilket ger flexibilitet i valet.
Lysdioder (LED) används i allt större utsträckning för luminans- och strålningstäthetsstandarder. LED erbjuder flera fördelar, bland annat lång livslängd, energieffektivitet och möjligheten att välja specifika våglängder. LED möjliggör exakt kontroll av ljusintensiteten och en snabb responstid, vilket gör dem särskilt attraktiva för moderna tillämpningar. Den uppnådda luminansen är högre än den hos konventionella integrerande sfärer med halogenlampor.
Deuteriumlampor producerar ett kontinuerligt spektrum från cirka 200 till 400 nm, vilket gör dem idealiska för tillämpningar som kräver UV-strålning.
IR-strålare, till exempel wolframstrålare, producerar ett kontinuerligt spektrum med ett maximum i det nära till mellersta infraröda området och används ofta inom IR-spektroskopi och termografi. IR-strålare finns även för vakuumtillämpningar.
Dessa lampor används som luminans- och strålningstäthetsstandarder i följande tillämpningar för homogena ljuskällor:
- Kalibrering av mätinstrument för luminans och strålningstäthet
- Generering av en homogen ljuskälla med definierade luminansvärden för karakterisering av kamerasystem
- Tillhandahållande av referensvärden för kvalitetskontroll inom belysningsindustrin
- Stöd för forskning och utveckling inom optik och fotometri
- Karakterisering av reflektion, transmission och absorption, där en jämn belysning säkerställer resultaten.
Tekniska data, tillbehör & hållare för luminans-/radiansstandarder
| Diameter | 75 mm - 2500 mm |
| kundspecifik på begäran | |
| Beläggning | Bariumsulfat (BaSO4) |
| PTFE | |
| Guld | |
| Våglängder | BaSO4 300–2400 nm |
| PTFE 200–2500 nm | |
| Guld 0,7–20 µm | |
| Portar | 1 (standard) |
| Lampportar | 1–25 |
| Tillbehör | UControl styrenhet |
| RMD-sensorer | |
| Spektrometer | |
| Portöppningar |
Beställningsnummer, leveransomfattning, tillbehör och versioner
| Beläggning | Våglängdsområde |
|---|---|
| Bariumsulfat (BaSO₄) | 300–2400 nm |
| PTFE | 200–2500 nm |
| Guld | 0,7–20 µm |
Beläggningen avgör det användbara våglängdsområdet. Om du är osäker på vilken som är rätt hjälper vi dig gärna.
| Innerdiameter | Anmärkning |
|---|---|
| 75 mm | |
| 100 mm | |
| 150 mm | |
| 300 mm | |
| 500 mm | |
| 600 mm | |
| 800 mm | |
| 1000 mm | |
| kundspecifik | ange detta i din förfrågan |
Ordernumren för sfärerna anges på sidan integrerande sfärer; en standard är sfären, lampan och styrningen tillsammans och sätts samman för din mätuppgift.
| Antal | Anmärkning |
|---|---|
| 1 till 25 | beroende på önskad strålningsstyrka |
Tillgängligt som tillbehör: styrenheten UControl, RMD-sensorer, spektrometrar och portbländare.
Exemplet visar en radiansstandard med en utgångsport på 1200 mm och en diameter på 2500 mm. 25 halogenlampor (1000 W vardera) användes, varav en med motoriserad irisbländare. Luminansen hos den stora integrerande sfären är 76 000 cd/m². Homogeniteten är över 98 % på den yta som ska realiseras. material: PTFE
Vanliga frågor om homogena ljuskällor
Mycket homogen, förutsatt att utgångsöppningen är liten i förhållande till sfären. En luminansstandard från Opsytec med en diameter på 300 mm och en utgångsöppning på 50 mm uppnår en homogenitet på mer än 99,5 % över hela ytan, en radiansstandard med en diameter på 2500 mm och en utgångsöppning på 1200 mm mer än 98 % över den användbara ytan. Ju större utgångsöppningen är i förhållande till sfären, desto svårare är det att bibehålla denna homogenitet.
En luminansstandard anger luminansen i cd/m², dvs. strålningen viktad med ögats spektrala ljuskänslighet V(λ); den används för att kalibrera kameror och luminansmätare i det synliga området. En radiansstandard anger radiansen i W/(m²·sr) eller, spektralt, i W/(m²·sr·nm) och är inte bunden till V(λ) – med en deuteriumlampa eller IR-strålare även för UV- och IR-tillämpningar. Båda bygger på samma integrerande sfär; ljuskällan och beläggningen bestämmer spektralområdet.
Sfärens diameter bestäms av utgångsöppningen, eftersom homogeniteten beror på förhållandet mellan öppningens area och sfärens inre yta. Med en utgångsöppning på 50 mm i en sfär på 300 mm är detta cirka 0,7 % och homogeniteten över 99,5 %; med en utgångsöppning på 1200 mm i en sfär på 2500 mm är det cirka 6 % vid mer än 98 %. Opsytec tillverkar luminans- och radiansstandarder från 75 mm till 2,5 m; kalkylatorn för integrerande sfärer på den här sidan beräknar vilken luminans och radians en konstruktion uppnår.
Publikationer som använder Opsytecs integrerande sfärer
Vi håller inte en separat bibliografi för denna enskilda enhet – publikationer anger vanligtvis produktfamiljen, inte modellen. Här listas de 3 senaste verken där Opsytecs integrerande sfärer användes.
| Titel | Författare | Tidskrift | År |
|---|---|---|---|
| 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 | — | — | — |
