均勻光源(積分球)——亮度與輻射亮度標準源
Opsytec 亮度與輻射亮度標準源是以積分球為基礎的均勻光源,能在整個發光表面上以均勻且幾近完美的朗伯方式發射光線。它們應用於光度學與輻射度學,特別是用於相機與光學量測裝置的校正與特性描述,以及用於判定材料的反射、透射與吸收特性。可提供直徑從 75 mm 至 2500 mm 的產品,塗層材質包括硫酸鋇、PTFE 或黃金。
相關的物理量說明於 輻射度量。
其運作方式是基於積分球的原理。積分球由一個中空的球形結構組成,其內表面具有高反射性。此表面塗覆一層由硫酸鋇、PTFE 或黃金構成的漫反射塗層,視材料與波長而定,能將高達 99% 的入射光散射開來。此特性使積分球能將光線均勻分佈於各個方向,並消除方向性效應。
對於亮度標準源與輻射亮度標準源而言,光源位於球外並照射進入球內。
每一顆 Opsytec 積分球均依客戶的個別需求製造,以確保在特定應用中具有最佳效能。
Opsytec Dr. Gröbel GmbH 亮度與輻射亮度標準源的另一項特點,是能同時整合多個光源。這些光源可選擇個別或分組運作,並可調光,或裝配手動或電動機械式光圈。當需要調整亮度與輻射亮度水平,但燈具無法調光或無法改變光譜特性時,即可使用遮光裝置。
個別計算輻射亮度與光度
在瀏覽器中免費使用,無需註冊。
以下燈管可作為均勻光源,用於亮度或輻射亮度標準:
鹵素燈普遍被使用,因為它們在可見光範圍內提供連續光譜。它們非常適合需要高色彩逼真度及連續光譜的應用。鹵素燈亦有不同瓦數可供選擇,具有選擇上的靈活性。
發光二極體(LED)越來越多地被用於亮度標準及輻射亮度標準。LED 具有多項優點,包括長壽命、能源效率,以及可選擇特定波長的能力。LED 能夠精確控制光強度並具備快速反應時間,這使其在現代應用中特別具吸引力。所達到的亮度高於使用鹵素燈的傳統積分球。
氘燈可產生約 200 至 400 nm 的連續光譜,非常適合需要紫外線輻射的應用。
紅外線發射器,例如鎢絲發射器,可產生在近紅外至中紅外範圍內具有峰值的連續光譜,常用於紅外線光譜學及熱成像技術。紅外線發射器亦有適用於真空應用的型號。
這些燈管在以下均勻光源應用中被用作亮度及輻射亮度標準:
- 亮度及輻射亮度量測裝置之校正
- 產生具有明確亮度值的均勻光源,用於相機系統之特性化
- 為照明產業之品質管制提供參考值
- 支援光學及光度學領域之研究與開發
- 反射、透射及吸收之特性化,其中均勻照明可確保結果之可靠性。
訂購號碼、交貨範圍、配件及版本
| 塗層 | 波長範圍 |
|---|---|
| 硫酸鋇(BaSO₄) | 300~2400 nm |
| PTFE | 200~2500 nm |
| 金 | 0.7~20 µm |
塗層決定了可使用的波長範圍。若您不確定哪一種才是正確的選擇,本公司樂於為貴公司提供諮詢服務。
| 內徑 | 備註 |
|---|---|
| 75 mm | |
| 100 mm | |
| 150 mm | |
| 300 mm | |
| 500 mm | |
| 600 mm | |
| 800 mm | |
| 1000 mm | |
| 客製規格 | 請於詢價時告知 |
積分球的訂購編號列於「integrating spheres」頁面;標準配置為積分球、燈管與控制器三者一併提供,並依 貴公司的量測需求進行組裝。
| 數量 | 備註 |
|---|---|
| 1 至 25 | 依所需輻照度而定 |
可選配件:UControl 控制單元、RMD 感測器、光譜儀及接口擋板。
均勻光源常見問題
只要出光口相對於球體夠小,均勻度就非常高。直徑 300 mm、出光口 50 mm 的 Opsytec 亮度標準源在整個面積上的均勻度高於 99.5%;直徑 2500 mm、出光口 1200 mm 的輻射亮度標準源在可用面積上的均勻度高於 98%。出光口相對於球體越大,就越難維持此均勻度。
亮度標準源以 cd/m² 表示亮度,也就是以人眼的光譜光視效率 V(λ) 加權的輻射;用於在可見光範圍內校正相機與亮度計。輻射亮度標準源以 W/(m²·sr) 表示輻射亮度,或以 W/(m²·sr·nm) 表示光譜輻射亮度,且不受 V(λ) 限制——搭配氘燈或紅外線輻射器,亦可用於紫外線與紅外線應用。兩者皆以相同的積分球為基礎;光譜範圍由光源與塗層決定。
積分球直徑取決於出光口,因為均勻度取決於開口面積與球體內表面積的比值。在 300 mm 積分球中使用 50 mm 出光口時,此比值約為 0.7%,均勻度高於 99.5%;在 2500 mm 積分球中使用 1200 mm 出光口時,此比值約為 6%,均勻度高於 98%。Opsytec 製造的亮度與輻射亮度標準源尺寸從 75 mm 至 2.5 m;本頁的積分球計算器可計算某一設計所能達到的亮度與輻射亮度。
使用 Opsytec 積分球之相關文獻
針對此特定設備,本公司並未維護獨立的參考文獻清單,因為文獻通常僅提及產品系列,而非具體型號。此處列出使用 Opsytec 積分球的 3 篇最新文獻。
| 標題 | 作者 | 期刊 | 年份 |
|---|---|---|---|
| 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 | — | — | — |