用于测量发散光的积分球

介绍

积分球从通常位于光学设备外部的源收集电磁辐射，通常用于通量测量或光学衰减。引入积分球的辐射撞击反射壁并经历多次漫反射。经过多次反射后，辐射在球壁上高度均匀地分散。得到的综合辐射水平与初始辐射水平成正比，可以使用检测器轻松测量。
Ophir 的通用球体设计为具有成本效益的球体，可以以各种方式配置用于各种应用。凭借丰富的附件系列，单个球体可以以合理的精度执行各种积分球任务，例如均匀照明、光测量和反射率测量。Ophir 球为积分球光测量和光表征提供了方便的选择。

球体材料

IS-1 和 IS6 积分球使用固体 PTFE 型反射材料，3A-IS 使用喷涂 BaSO4 材料。PTFE 材料在 250 - 2500 nm 光谱范围内表现出非常高的漫反射率，在 400 nm 和 1500 nm 之间的反射率大于 99%

积分球用于光测量的优势

与其他光测量方法相比，积分球具有以下优点：

• 他们可以测量发散光束超过45º，这是其他方法无法做到的。
• 它们可以测量相对较高的功率（IS6-VIS 高达 30W），但动态范围比热传感器大得多，因此相同的 IS6-VIS 也可以测量低至微瓦。
• 积分球可以测量大尺寸的低功率光束（如60mm光束，IS6数十uW）
• 积分球对光束对准或相干不敏感
• 由于它们的反射表面，它们具有很高的损伤阈值，特别是对于短脉冲
• 积分球可用于同时测量功率、频谱和时间脉冲形状。
• 积分球具有光电二管的快速响应时间，但可以像热传感器一样测量高功率
• 积分球是灵活的，可配置以测量多种方式（如下所述）。

Ophir IS6 积分球系列

我们现在将介绍可配置的 Ophir IS6 5.3" 积分球。
在为预期应用选择球体时，积分球上的端口尺寸和位置是重要的考虑因素。球形端口为积分球增加了功能，但同时，减少球内光分布的均匀性。总端口面积与球内壁面积之比称为端口分数。端口分数参数构成了球体性能精度的度量。积分球具有低端口分数的球体提供比优异口分数球体更好的性能。

IS6 端口位置

积分球上的每个端口都有特定的功能，任何端口使用不当都会产生不准确的测量结果。一些端口提供单一功能；一些端口提供多种功能。所有 IS6 积分球均可用于准直和发散光测量应用。4 端口积分球还可以提供漫反射率/透射率测量能力，如下图所示。

使用 IS6 进行发散光束测量

发散光束在此定义为发散角大于 ±15º 的光束。在这种情况下，球体必须布置成内部挡板应阻挡探测器直接暴露于光源。挡板由与其他反射表面相同的反射 PTFE 材料制成。

示意性地，发散布置的操作如上所示。

准直光束在此定义为发散角小于 ±15º 的光束。在这种情况下，需要从传感器阻挡光束撞击球壁的区域，因此布置如下：

配件和其他应用

光纤测量：通过用光纤适配器替换传感器的法兰，积分球很容易用作测量光纤。这些光纤适配器适用于所有型号的 Ophir 球体。因为光纤的典型输出是缓慢发散的，所以光源另一侧的**个反射点不是高度集中的。因此，通常准直光束配置或发散配置都可以。然而，在透镜光纤的情况下，由于光纤的 NA 增加，建议使用发散光束配置。如果使用光纤准直器，建议使用准直光束配置。
透射透射率可以通过使用 IS6 积分球收集来自入口端口中样品的透射辐射来测量。辐照样品，然后与没有样品的直接源测量进行比较。挡板用于保护探测器免受非集成传输的影响。测量可能会受到靠近输入端口的样品的影响，因此请注意下面如何使用辅助 LED 进行校正。如果您只对窄角传输感兴趣，请将样品安装在离入口较远的地方。
反射为了测量反射率，将样品放在输入端口的对面，并由通过入口端口的入射光束照射。总反射辐射由球体在空间上积分并由挡板检测器测量。使用将镜面光束反射回输入端口的法向入射样品架可以消除反射辐射的镜面分量。样品相对于已知标准的反射率可以通过测量两者并取其比率来计算。样品和标准品应具有相似的反射率，以避免样品反射率引起的误差。
频谱和时间脉冲形状3A-IS 和 IS6 有附件端口 90 到探测器端口，用于额外测量。可以从这个额外的端口获取光纤输出，以测量光谱仪上的光谱或快速光电二管上的时间脉冲形状或两者兼而有之。

可用于 IS-6 的附件

此处显示了 IS6 可用于进行上述各种测量的帽、插头和适配器。

校准

带有检测器的 Ophir 积分球在其*定的光谱范围内进行校准。IS-1 和 3A-IS 型号具有集成检测器，灵活的 IS6 提供多种型号，光学传感器作为系统的组成部分，与积分球一起精准校准。IS6 也可用于客户想要使用自己的传感器和设置或不需要传感器的应用（例如使用球体作为均匀光源时）的未校准应用。积分球通常使用远离端口的光源进行校准，因此不会影响球体的反射几何形状。当测量位于或靠近球体端口的光源时，

自吸收校准附件

对于源必须靠近入口且源具有明显反射的应用，这将影响测量的准确性。对于这种情况，Ophir 销售辅助 LED 自吸收校准附件来测量和消除此误差。

IS6-C（用于准直光束）货号7Z02474 描述： IS6-C 是一个 6 英寸积分球（内部 5.3 英寸），用于准直 (C) 光束。它没有检测器，IS6-C 的检测配置由用户完成。也可用作均匀光源。 光圈 Ø25mm 光谱范围 200-2200nm 功率范围 不适用 方面 Ø154（毫米） *大脉冲能量 不适用 *大平均功率密度 1kW/cm² 响应时间 不适用 *大平均功率 不适用 *大光束发散度 ±15度 对光束尺寸的敏感性 ±1% 对光束发散的敏感度 不适用 遵守 CE、UKCA、中国 RoHS

IS6-C（用于准直光束）货号7Z02474

IS6-C 是一个 6 英寸积分球（内部 5.3 英寸），用于准直 (C) 光束。它没有检测器，IS6-C 的检测配置由用户完成。也可用作均匀光源。

IS6-D（用于发散光束）货号7Z02487 

IS6-D 是一个 6 英寸积分球（内部 5.3 英寸），用于发散 (D) 光束。它没有检测器，IS6-D 的检测配置由用户完成。也可用作均匀光源。

IS6-C-VIS（用于准直光束）货号7Z02470

IS6-C-VIS 是一个 6 英寸积分球（内部 5.3 英寸），带有一个用于准直 (C) 光束的硅探测器。IS6-C-VIS 配备 VIS 检测器，校准范围为 400 至 1100nm，可测量高达 30W 的功率。

IS6-C-UV（用于准直光束）货号7Z02472

IS6-C-UV 是一个 6 英寸积分球（内部 5.3 英寸），带有一个用于准直 (C) 光束的硅探测器。IS6-C-UV 带有一个紫外检测器，校准范围为 200 至 1100nm，可测量高达 1W 的功率。

IS6-C-UV（用于准直光束）货号7Z02472 

IS6-C-UV 是一个 6 英寸积分球（内部 5.3 英寸），带有一个用于准直 (C) 光束的硅探测器。IS6-C-UV 带有一个紫外检测器，校准范围为 200 至 1100nm，可测量高达 1W 的功率。

IS6-C-UV-2.5"（用于准直光束）货号7Z02485

IS6-C-UV-2.5" 是一个 6" 积分球（内部 5.3"），带有一个硅检测器，用于大准直 (C) 光束。IS6-C-UV-2.5" 带有一个 UV 检测器，是校准范围为 200 至 1100nm，可测量高达 2W。

IS6-C-IR（用于准直光束）货号7Z02476 

IS6-C-IR 是一个 6 英寸积分球（内部 5.3 英寸），带有一个锗探测器，用于准直 (C) 光束。IS6-C-IR 配备红外探测器，校准范围为 700 至 1800nm，可测量高达 30W 的功率

IS6-D-VIS（用于发散光束）货号7Z02488

IS6-D-VIS 是一个 6 英寸积分球（内部 5.3 英寸），带有一个硅探测器，用于发散 (D) 光束。IS6-D-VIS 配备 VIS 探测器，校准范围为 400 至 1100nm，可测量高达 30W 的功率。

IS6-D-UV（用于发散光束）货号7Z02489

IS6-D-UV 是一个 6 英寸积分球（内部 5.3 英寸），带有用于发散 (D) 光束的硅检测器。IS6-D-UV 带有一个紫外检测器，校准范围为 200 至 1100nm，可测量高达 1W

IS6-D-IR（用于发散光束）货号7Z02490

IS6-D-IR 是一个 6 英寸积分球（内部 5.3 英寸），带有一个锗探测器，用于发散 (D) 光束。IS6-D-IR 配备红外探测器，校准范围为 700 至 1800nm，可测量高达 30W 的功率。

IS6-D-IR-170（用于发散光束）货号7Z02486

IS6-D-IR-170 是一个 6 英寸积分球（内部 5.3 英寸），带有一个锗探测器，用于高达 170° 的高度发散 (D) 光束。

原创作者：深圳奥德赛创精密仪器有限公司