高均匀积分球光源

　　积分球作为一种测量发光体光学参数的高效率仪器，常用于测量光谱强度与功率、光通量、散射体分布、颜色温度、电学特性等参数。积分球光源主要用途是可以作为参考源校准各种光度辐射仪器，其照度均匀性研究对于光学遥感仪器的研制与标定、均匀光源的推广使用等方面具有重要的参考价值。其次，积分球均匀光源可以对ＣＣＤ相机、ＣＣＳ太阳光准直系统、图象阵列及实验室光学成像系统进行校准，广泛应用于生物制药、医学成像等领域。此外，也可以应用在航空航天遥感探测仪器的研制与标定方面。
　　有关积分球结构、材料涂层、光源位置、出口面距离等因素对辐照度的影响，有很多学者做了相关研究。ChenYang等人对一种十二面体积分球光源结构进行了研究，并得到了不均匀性小于2%的均匀区域。S.Park等人对一种六端口高均匀度的积分球光源结构进行了研究，并验证此匀光系统相关的空间不匹配误差小于1.4%。Belov等人对带内筛的、探测器散热器外置的积分球结构进行了研究。BinLiu等人对于积分球体内部结构和喷涂材料性能进行了研究，结果表明积分球结构和涂层反射系数共同决定数据的准确性。国内，刘洪兴等人对积分球光源位置及照明条件变化进行了研究，实测验证了其辐照度面均匀性及朗伯特性。张贵彦等人对积分球出口面距离对辐照度的影响进行了研究，得到了适当距离处的均匀照度场。
　　常规积分球由于受其自身结构、挡板位置、光源类型等因素影响，导致接收器出射光源的照度均匀性不够理想。本文提出了一种具有环形遮挡屏的积分球光源结构，并对积分球光源类型、挡板位置、开口大小等因素对光源均匀性的影响进行了研究。选用发光二极管（LED）作为光源，由于发光二极管(LED)具有发光效率高、耗量小、寿命长、成本低、光色纯正、易于控制安装等优点，因此选用其作为光源。
　　一个具有环形遮挡屏的积分球光度仪模型，其主要组成部分包括内壁均匀喷涂了漫反射物质的球形腔体、环形遮挡屏、等距离放置的非均匀LED光源、均匀光出光口以及接收装置。该环形屏积分球结构中，LED光源可以选取朗伯特类型、准直光源类型；环形挡板的位置可以在积分球剖切面方向改动，且环形挡板的开口半径可以调整；积分球开口大小也可有不同选择。LED光源朝向积分球左半球内壁方向均匀发散光线。
　　朗伯特光源的辐照均匀特性优于准直型光源，更为接近理想光源的辐照均匀度分布。因此，结合LED的实际结构与光照均匀性，积分球光源应优先选择朗伯特光源。当挡板位置接近积分球边缘时，其对应的辐照均匀度略低于其他位置；而远离边缘一定距离后，挡板位置对辐照均匀度的影响较小。
　　景颐光电均匀光源积分球体包括非均匀光源进光口和均匀光源出光口，支架固定与积分球的两侧。出光口位于前半球的中间，非均匀光源进光口围绕出口光而设计。进光口和出光口尺寸皆可定制，亮度、色温可调亦可定制。不同的光源分布设计，亮度均匀性可达到90%~99%。