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積分球反射和透射原理

發布日期: 2020-08-20
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 積分球是一个空心球体,其外壳一般是金属材质,壳体内侧涂有漫反射材料,壳壁上开有两个或几个通光孔。積分球的工作原理见下图,光源发射的光线经过聚光镜和光阑处理后变成平行光经过積分球入光口进入積分球内部,进入積分球内部的光会在積分球内部进行多次漫反射,最终由出光口均匀射出,通过检测出光口的光通量,可以根据公式换算得出反射率、透射率等数据。

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                                                   图1 積分球工作原理示意图
對于玻璃、瓷器、塑料等透明或半透明的材料來說,當光照射在其表面時,會發生鏡面反射、半球反射、漫反射、透射等現象如下圖

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                                                       图2 透射反射原理图

 

  其中透射率定义为透过试样的光通量与射到试样上的光通量之比;反射率定义为反射的光通量与射到试样上的光通量之比;雾度定义为透过试样偏离入射方向的散射光通量与透射光通量之比。
  透射率的测定基于GB/T 2410-2008 透明塑料透过率和雾度的测定方法,关于透过率的测试有两种方法可以选择。一种是借助于分光光度计,并配备相应的積分球附件,分光光度计内带光源可以发射可见光与红外光,可以测试样品对此波段内光的透射率。另一种是借助于雾度计,其主要区别在于,雾度计采用的是垂直光源。测试示意图如下图:

 

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                                                   图3 雾度计测试系统示意图

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                                                    图4 分光光度计测试系统示意图


積分球系统一般用于测试反射率以及光源的光谱功率分布、色品、色温等参数以及透明塑料等的透射率,对于反射率参数的测试并不是非常准确,并且玻璃透明塑料、光学薄膜等材料的反射率测试,目前并没有明确的国家标准方法可以用来参考。《基于双積分球的光学镜片透反射率测量》中提到的测试系统,在一定程度上提高了使用積分球系统测试反射率测试的准确性,可以作为一种测试方法来进行参考。

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