¿Cómo las esferas integradoras usan la radiación para mediciones precisas?

Diámetros de esfera
Las esferas de menor diámetro y menor costo deben tener puertos de utilidad más pequeños y un rendimiento extraordinariamente alto. De hecho, dependiendo de la fuente de luz, el rendimiento puede ser tan grande que se requieran filtros o cables de fibra óptica para evitar la saturación del detector. Por otro lado, el porcentaje de puerto de las esferas más pequeñas es asombrosamente alto.

Pequeño esferas integradoras por lo tanto, producirá datos de medición que son menos precisos que los datos producidos por la misma aplicación utilizando una esfera grande. El mas largo esfera integradora tiene un rendimiento más bajo y una atenuación óptica más alta que las esferas más pequeñas, lo que da como resultado una relación señal-ruido más alta. Aunque estas esferas son más flexibles, también cuestan más producirlas.

Material del componente de la esfera
El revestimiento de oro metálico difuso chapado electroquímicamente con fuerte reflectividad en las bandas de longitud de onda infrarroja y cercana al infrarrojo entre 0.7 m y 20 m se conoce como revestimiento de oro difuso. La construcción de las esferas de oro es similar a la de las esferas de sulfato de bario, con la excepción de que los marcos de los puertos y la superficie plana externa también están chapados en oro. El uso de un GPS dorado es ventajoso para aplicaciones de láser infrarrojo. El oro difuso mantiene su reflectividad a temperaturas muy por encima de los 100 grados centígrados, mientras que un recubrimiento de sulfato de bario puede perderla a altas temperaturas.

Medición de potencia de rayo láser colimado
Es sencillo medir la potencia total del rayo láser colimado, independientemente de la polarización o la alineación del rayo. El haz ingresa a la esfera a través del puerto de 180 grados, formando el punto caliente en el puerto de 0 grados. El deflector evita que la radiación directa del punto caliente golpee el detector cuando se coloca en el puerto de 90 grados. Esto permite la medición de la potencia del haz espacialmente integrado. El puerto norte se puede utilizar para captar luz para medir la longitud de onda.

Medición de potencia de fuente de luz divergente
Para una medición precisa de la potencia luminosa de valor absoluto de haces divergentes de diodos láser, LED con lentes y lámparas con lentes, son adecuados una esfera integradora y un sistema detector calibrado. Sus lecturas serán insensibles a las dificultades causadas por el sobrellenado de la región activa del detector.

La fuente está en el puerto de 0 grados y el detector está en el puerto de 90 grados. El deflector, que está ubicado entre los puertos de entrada y del detector, evita que el detector vea directamente la apertura de emisión del láser o el área inmediata de iluminación. El puerto norte se puede utilizar para captar luz para medir la longitud de onda.

El flujo observado en una esfera integradora es siempre una pequeña fracción del flujo incidente. los esfera integradora es una herramienta ideal para medir la potencia de la luz de salida de los láseres de alta potencia debido a la atenuación causada por la luz que se refleja varias veces antes de llegar al detector.

Medición de potencia de salida de fibra óptica
Integrando esferas también son útiles para evaluar la salida de fibra óptica. Debido a que la salida de fibra óptica habitual diverge lentamente, el primer punto de reflexión opuesto a la fuente no está extremadamente concentrado. Esto da como resultado que la disposición de haces colimados o la configuración de haces divergentes sea suficiente con frecuencia. Debido a la mayor NA de la fibra, se prefiere la configuración de haz divergente cuando se utiliza fibra con lentes. Es preferible utilizar una disposición de haces colimados cuando se utiliza un colimador de fibra.

Medida de transmitancia
Mediante el uso de 4 puertos esferas integradoras para recolectar la radiación transmitida de una muestra mantenida en el puerto de 0 grados, se puede medir la transmitancia. Una vez que la muestra se ha expuesto a la radiación, se mide utilizando una fuente directa fuera de la esfera. Para proteger el detector de la transmisión no integrada, se emplea un deflector y se puede usar una trampa de luz colocada en el puerto de 180 grados para eliminar el componente no dispersado. Se pueden medir la dispersión total integrada, la fluorescencia, la dispersión masiva y la dispersión directa e inversa. El detector está conectado al puerto de 90 grados.

Medición de reflectancia
Para medir la reflectancia, se mantiene una muestra en el puerto de 0 grados y se expone a un haz incidente a través del puerto de 180 grados. La radiación total reflejada se integra espacialmente y la esfera la mide mediante un detector deflector. El uso del portamuestras de incidencia normal, que refleja el haz especular hacia afuera del puerto de entrada, eliminará el componente especular de la radiación reflejada.

Se puede utilizar un recipiente de muestra con una incidencia de 8° para evaluar la reflectancia “especular más difusa”. Al medir ambos y tomar su relación, se puede calcular la reflectancia de una muestra en relación con un estándar conocido. Para eliminar los errores causados ​​por la reflectividad de la muestra, la muestra y el estándar deben tener una reflectancia similar. Para eliminar esta fuente potencial de imprecisión en la medición, se puede utilizar un sistema de doble haz. El detector está conectado al puerto de 90 grados.

Esfera de fuente de luz uniforme
Al colocar iluminación de una fuente externa en la esfera, se puede diseñar una esfera de propósito general como una fuente de luz uniforme rudimentaria. Necesita un iluminador, un medidor de potencia o radiómetro y un detector para la configuración. Debido a que el cuarto puerto no utilizado con un tapón de puerto puede interferir con la uniformidad de la salida, es preferible una esfera de tres puertos a una esfera de cuatro puertos. La fuente de luz está conectada al puerto de 90 grados y el detector está conectado al polo norte.

La salida de iluminación uniforme es proporcionada por el enorme puerto de 0 grados. El detector, que está conectado al medidor de potencia o radiómetro, proporciona un indicador exacto de la iluminación de la esfera. Si el detector no está saturado, la salida cambiará linealmente con la lectura de potencia.

Preguntas Frecuentes
¿Cuál es el propósito de la integración de esferas?
Integrando esferas Se utilizan para realizar mediciones ópticas, fotométricas y radiométricas. Se utilizan para calcular la cantidad total de luz emitida por una lámpara en todas las direcciones.

¿Cómo se limpia una esfera integrada?
Tienes que inspeccionar y limpiar el exterior de la esferas integradoras; si el interior de las esferas integradoras contiene polvo, enjuague con una pistola de aire; Está prohibido limpiar con un trapo dentro del interior.

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