高均匀性大孔径积分球光源结构

积分球作为一种均匀辐射光源，广泛用于光学传感器定标。大孔径积分球光源是一种较理想的均匀漫射参考光源，由于其光谱辐射调节范围宽，辐亮度输出的均匀性优良，常作为均匀辐射光源测试CCD、相机、辐射度计等光电器件。

积分球辐射光源的稳定性和均匀性对于整个定标系统非常重要，直接影响定标的结果准确度。而积分球出光孔口径越大，边缘效应越严重，出射光的均匀性越难以保证。常用保证积分球光源均匀性的方法为光源不直接由孔出射，而是在光源旁设置挡板，通过积分球漫反射，降低出光亮度，并设法减小衰减干扰。目前商用积分球光源开口孔径一般为20cm，非均匀性为1%~2%。

积分球内壁涂层技术是研制积分球的关键，它直接影响积分球出射光的能量和光谱分布。景颐的积分球内壁涂层材料一般选用PTFE， PTFE不但在红外谱段反射率较高，而且不易脱落成粉末状的物质，所以选用PTFE作为球内壁涂层。PTFE涂层在200nm～2500nm波段内反射率高达99%，而且方向反射性优良，是非常理想的漫反射体。

积分球内部的卤钨灯可以发射连续光谱，在350nm～2500nm波段范围内是很理想的灰体辐射体。溴钨灯在使用和量值传递上十分方便，并且发射特性稳定、寿命长。因此，设计选用卤钨灯做为积分球光源的输入光源。卤钨灯发光单元安装在前半球靠近积分球出光口处，由于其辐出度分布为柱形，需要对其一次出射光进行匀光处理，以提高辐亮度积分球的输出均匀性。采用反射朗伯型匀光板对氘灯辐射度分布进行调整，可满足积分球输出面非均匀性小于1%

单光源在经过积分球漫反射后，出射光亮度降低，对保证出射光的均匀性起到了一定的效果。但是由于光源置于积分球一侧，虽然经过数次反射，到达出光孔平面的各部分的能量并不一致，因此，常用积分球很难达到高均匀性。在大孔径积分球的出光孔，需要考虑边缘效应，因此采用一种多光源对称结构使得积分球光源能量的对称，消除边缘效应带来的影响，保证出射光的均匀性。

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，亮度均匀性可高达99%。