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07 Dic, 2022 Vistas 631 Autor: Raza Rabbani

Principales fundamentos y aplicaciones de la esfera integradora

La esfera integradora es una esfera que tiene una cubierta reflectante en el interior. se usa como equipo de prueba de luz de plomo. Por lo general, uno colocaría una fuente de luz en su interior para medir la salida de flujo general de la fuente.
Todos los rayos emitidos por el elemento se juntan después de ser reflejados en la cubierta reflectante interna de la esfera. Llamada así por lo bien que integra la salida de luz medida de una fuente, una esfera integradora recibe su nombre de su función.
Al medir el flujo o atenuar la luz, una esfera integradora captura la radiación electromagnética desde el exterior del aparato óptico. Cuando se inyecta radiación en una esfera integradora, choca con las paredes reflectantes y se dispersa varias veces.
La radiación se distribuye de manera muy uniforme en las paredes de la esfera después de reflejarse varias veces. El detector puede cuantificar fácilmente el nivel de radiación integrada resultante, que es proporcional a la dosis de radiación original.
Las lecturas ópticas, fotométricas y radiométricas son todas posibles utilizando una esfera integradora. Debido a su forma esférica, una esfera integradora puede recoger la luz con mayor facilidad e incorporarla a su interior. en un esfera integradora (IS-*MA**C), el revestimiento interior está fabricado con diversos materiales seleccionados por su capacidad para absorber la luz en un amplio espectro. Normalmente, el oro se utiliza para el rango infrarrojo, mientras que el teflón se utiliza para los rangos ultravioleta y visible.

Diámetros de esfera
Los puertos de utilidad más pequeños y el menor costo por unidad de rendimiento son una compensación inevitable para los dispositivos esféricos de menor diámetro y menor costo. Dependiendo de la intensidad de la luz, el rendimiento puede ser tan grande que se necesiten filtros especiales o conexiones de fibra óptica para evitar la saturación del detector. La fracción del puerto es grande, sin embargo, en las esferas más pequeñas.
En consecuencia, la precisión de las medidas obtenidas de una aplicación que utiliza una esfera integradora pequeña será menor que la obtenida de la misma aplicación que utiliza una esfera integradora grande.
La esfera integradora más grande introduce más ruido ya que tiene un rendimiento más bajo que las esferas más pequeñas y una mayor atenuación óptica. Estas pelotas tienen más adaptabilidad pero tienen un costo de producción más alto.

Materiales de la esfera
Las esferas integradoras de GPS están hechas de dos mitades de aluminio recubiertas con sulfato de bario y son bastante asequibles. Una cubierta de brida anodizada asegurada con tornillos conecta las mitades. Aunque su reflectancia hemisférica disminuye significativamente en longitudes de onda superiores a 1850 nm, el sulfato de bario tiene un rango espectral efectivo de 350 nm a 2400 nm.
Esta forma de esfera es adecuada para la mayoría de las aplicaciones de medición de radiación en términos de espectro visible e infrarrojo cercano.
El recubrimiento electroquímico se utiliza para crear una capa delgada y uniforme de metal dorado difuso para lograr su alta reflectividad en el rango de 0.7 a 20 m del espectro infrarrojo cercano e infrarrojo. La superficie plana exterior y los marcos de los puertos de las esferas de oro están recubiertos de oro de manera similar como las esferas de sulfato de bario.
Como objetivo láser infrarrojo, un GPS dorado funciona bastante bien. A diferencia de un revestimiento de sulfato de bario, que puede perder sus propiedades reflectantes a temperaturas superiores a los 100 grados centígrados, el oro difuso mantiene sus propiedades originales incluso cuando se calienta.
En cuanto a la reflectancia difusa, destaca el material PTFE, con una reflectancia superior al 99% entre 400 nm y 1500 nm. Esto abarca todo el rango espectral de 250-2500 nm. Con respecto a los láseres, la característica de alta reflectividad del PTFE no es ideal, pero su estabilidad de temperatura lo convierte en una buena opción. Otro beneficio clave de las bolas de PTFE es su confiabilidad: el material no se descompone con el tiempo y se puede desinfectar sin perder su resistencia estructural.
El espesor de 7 mm del material reflectante a lo largo de la pared interior de la esfera forma un PTFE esfera integradora (IS-*MA**C) fácilmente identificable a través de un puerto esférico. La cámara esférica interior de un GPS de PTFE está formada por dos hemisferios mecanizados que se unen y mantienen unidos mediante una carcasa de aluminio. Debido a la necesidad de mecanizado y montaje, una esfera de PTFE es más costosa que un GPS de sulfato de bario.
Hay varios tamaños esféricos de PTFE disponibles debido a los distintos espesores de pared. El rendimiento óptico de un GPS de PTFE es alto debido a su alta reflectividad y difusividad; esto significa que se debe prestar más atención al elegir los accesorios y accesorios del puerto.

 
Espectrorradiómetro de alta precisión que integra el sistema de esfera LPCE 2 (LMS 9000) AL2

Sistema de esfera de integración de espectroradiómetro de alta precisión 

Tamaños y ubicaciones de los puertos de esfera
Al elegir una esfera integradora, es vital considerar el tamaño y la posición de los puertos. Un puerto de esfera mejora la utilidad de una esfera integradora pero a expensas de la consistencia de la iluminación interna.
La fracción de puerto de un GPS es toda el área del puerto dividida por el tamaño de la pared interior. La precisión del rendimiento de una esfera se puede cuantificar utilizando la métrica de fracción de puerto. Para un rendimiento óptimo, utilice una esfera integradora de fracción de puerto baja sobre una con una fracción de puerto alta.
El uso incorrecto de cualquiera de los puertos de una esfera integradora conducirá a lecturas erróneas en todos los ámbitos. Puedes saber dónde están los puertos por sus coordenadas: 0, 90, 180 y el Polo Norte. La cubierta hemisférica exterior de una Esfera está mecanizada con aberturas en ángulos de 90 grados. El tamaño y la cantidad de puertos en un dispositivo GPS determinan sus dimensiones generales.
Durante la fase de diseño inicial del GPS, se establecen los propósitos previstos de cada puerto. Diferentes puertos sirven para diferentes propósitos. Las esferas integradoras de la serie GPS se pueden utilizar para una amplia variedad de mediciones de fuentes uniformes y de luz. Es posible evaluar la reflectancia difusa y la transmisión con la ayuda de esferas integradoras de 4 puertos.
Entre los puertos de 0 y 90 grados en todas las unidades de GPS hay un deflector. Este deflector está diseñado para bloquear la entrada de radiación de ruta directa de 0 grados a un detector colocado en el puerto de 90 grados. Los errores en la medición del flujo luminoso o radiante total son en su mayoría atribuibles a la radiación que sigue una ruta directa.
Para los receptores GPS que usan sulfato de bario y oro difuso, el deflector está hecho de una placa de aluminio recubierta con el material de reflectancia adecuado y luego se fija a la cubierta exterior de la esfera. Una esfera de PTFE tiene un deflector hecho del mismo material.
La esfera integradora aplicación determina cuál usar el puerto GPS para qué. En ciertos casos, la sensibilidad de entrada óptica de un puerto depende de la aplicación. Ciertos componentes ópticos nunca serán compatibles con ciertos puertos. Aunque cualquier acuerdo portuario puede proporcionar resultados aceptables, existen ciertas situaciones en las que uno es preferible al otro.

Accesorios para puertos
Para conectar un accesorio a los puertos de una esfera integradora, se instala un marco de puerto de aluminio en cada uno. Los tapones de puerto, los reductores de puerto, los reductores de marco de puerto y los adaptadores de puerto de fibra óptica son todos accesorios de puerto que permiten que la esfera integradora lleve a cabo las responsabilidades especificadas del usuario.
Con estos accesorios, puede transformar una sola esfera multipropósito en una fuente uniforme, medición de luz, medición de reflectancia o esfera integradora de medición de potencia láser.
La práctica estándar cubre el accesorio con el mismo material reflectante que la esfera. Pero no puede tener todas las lámparas en todos los materiales reflectantes. Por ejemplo, el material de PTFE solo se puede mecanizar en tapones de puerto debido a esta restricción. Se suministran las herramientas necesarias para el montaje.

Medición de potencia de rayo láser colimado
La potencia del rayo láser colimado se puede medir fácilmente, independientemente de la polarización o la alineación del rayo. El punto caliente se crea en el puerto de 0 grados porque el haz entra en la esfera a 180 grados.
La medición de la potencia del haz espacialmente integrada es posible porque el deflector bloquea la radiación directa del punto caliente para que no llegue al detector cuando se coloca en el puerto de 90 grados. El puerto norte puede emplearse como captador de luz para medir la longitud de onda. Esfera integradora detectores del tipo ofrecido por LISUN están calibrados de fábrica.

Medición de potencia de fuente de luz divergente
Los haces divergentes de los diodos láser, los LED con lentes y las lámparas con lentes se pueden medir utilizando una esfera integradora y un sistema detector calibrado para la potencia de luz de valor absoluto. No tendrá que preocuparse por los efectos del sobrellenado del detector en sus lecturas.
El detector no puede ver la apertura de emisión del láser o su región de iluminación directa gracias al deflector entre la entrada y el puerto del detector. El puerto norte puede emplearse como captador de luz para medir la longitud de onda.
Cuando se usa una esfera integradora, la cantidad de flujo que puede medir siempre es insignificante en comparación con la cantidad de flujo que está realmente presente. La esfera integradora es adecuada para medir la potencia de luz de salida de los láseres de alta potencia debido a su capacidad para tener en cuenta la atenuación producida por la luz que se refleja muchas veces antes de llegar al detector.

Medición de potencia de salida de fibra óptica
Al medir la salida de fibras ópticas, también se recomienda encarecidamente una esfera integradora. Como la salida habitual de una fibra óptica diverge constantemente, el punto de reflexión inicial en el lado opuesto de la fuente no está fuertemente concentrado.
Por lo tanto, generalmente es aceptable usar el haz colimado o el haz divergente. Sin embargo, cuando se eleva el NA, se prefiere la estructura de haz divergente en el caso de la fibra con lente. Se sugiere la configuración del haz colimado cuando se utiliza un colimador de fibra.

Medida de transmitancia
4 puertos esfera integradora (IS-*MA**C) se utiliza para recopilar la radiación transmitida de una muestra mantenida en el puerto de 0 grados, lo que permite calcular la transmitancia. La muestra se expone a radiación y los resultados se comparan con los obtenidos de una medición de fuente directa externa.
El detector está protegido de la transmisión no integrada por un deflector, y el componente intacto se recupera con la ayuda de una trampa de luz conectada al puerto de 180 grados. También es posible medir la fluorescencia, la dispersión masiva, la dispersión directa y la dispersión inversa además de la dispersión integrada total. El sensor está fijado a la entrada de 90°.

Medición de reflectancia
Un haz incidente ingresa a través del puerto de 180 grados mientras la muestra descansa en el puerto de 0 grados, lo que permite medir la reflectancia. La capacidad de la esfera para integrar espacialmente la radiación reflejada permite su medición mediante un detector desconcertado. Puede eliminar el componente especular de la radiación reflejada utilizando el portamuestras de incidencia normal, que redirige el haz especular fuera del puerto de entrada.
La reflectancia “especular más difusa” se puede medir utilizando un portamuestras con un ángulo de 8 grados de incidencia. La reflectancia de una muestra se puede determinar en comparación con un estándar de referencia midiendo ambos y dividiendo los resultados por el mayor de los dos valores.
Puede evitar errores causados ​​por la reflectividad de la muestra si la muestra y el estándar tienen una reflectancia comparable. Puede eliminar esta posibilidad de imprecisión en la medición mediante el uso de un sistema de doble haz. El sensor se puede ver en la entrada de 90 grados.

Esfera de fuente de luz uniforme
Puede usar la esfera para crear una fuente de luz uniforme y áspera al traer luz desde fuera de la esfera. Todo lo que necesita para esta configuración es iluminación, un detector y un medidor de potencia o radiómetro. Una esfera de tres puertos es preferible a una esfera de cuatro puertos porque el tapón del puerto en el cuarto puerto no utilizado podría crear incoherencias en la salida.
El detector está ubicado en el polo norte geográfico, mientras que la fuente de luz está conectada al puerto de 90 grados. La gran salida de cero grados proporciona un campo de luz constante.
El detector radiómetro o medidor de potencia da una lectura fiable del brillo de la esfera. La salida cambiará según la lectura de energía si el detector no está completamente saturado.

LISUN Esferas integradoras
Rentable y flexible, LISUNLas esferas integradoras de propósito general de pueden configurarse en una gran cantidad de configuraciones para adaptarse a una amplia gama de necesidades. uno es el esfera integradora, con la ayuda de la amplia variedad de accesorios disponibles, que pueden ejecutar de manera confiable varias funciones de esfera integradora, que incluyen proporcionar iluminación uniforme, medir la luz y determinar la reflectancia.
La incorporación de la medición de luz esférica y la caracterización de la luz es más fácil con LISUN esferas, que son ideales para usuarios que no necesitan una homogeneidad exacta ni medidas precisas.

Lisun Instruments Limited fue fundada por LISUN GROUP en el 2003. LISUN El sistema de calidad ha sido estrictamente certificado por ISO9001:2015. Como miembro de CIE, LISUN Los productos están diseñados en base a CIE, IEC y otras normas internacionales o nacionales. Todos los productos pasaron el certificado CE y autenticados por el laboratorio de terceros.

Nuestros principales productos son: GonofotómetroEsfera integradoraEspectrorradiómetroGenerador de sobretensionesPistolas de simulación ESDReceptor EMIEquipo de prueba de EMCProbador de seguridad eléctricaCámara ambientalcámara de temperaturaCámara climáticaCámara TérmicaPrueba del spray de salCámara de prueba de polvoPrueba impermeablePrueba de RoHS (EDXRF)Prueba de alambre incandescente y Prueba de llama de aguja.

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