Como as esferas de integração usam radiação para medições precisas

Diâmetros da esfera
Esferas de menor diâmetro e menor custo devem ter portas de utilidade menores e rendimento extraordinariamente alto. De fato, dependendo da fonte de luz, o rendimento pode ser tão grande que filtros ou cabos de fibra ótica são necessários para evitar a saturação do detector. Por outro lado, a porcentagem de porta das esferas menores é surpreendentemente alta.

Pequeno integrando esferas portanto, produzirá dados de medição menos precisos do que os dados produzidos pelo mesmo aplicativo usando uma esfera grande. O maior esfera de integração tem menor rendimento e maior atenuação óptica do que as esferas menores, resultando em uma maior relação sinal-ruído. Embora essas esferas sejam mais flexíveis, elas também custam mais para serem produzidas.

Material do componente da esfera
O revestimento de ouro-metálico difuso eletroquimicamente com forte refletividade nas bandas de comprimento de onda do infravermelho próximo e infravermelho entre 0.7 m e 20 m é conhecido como revestimento de ouro difuso. A construção das esferas de ouro é semelhante à das esferas de sulfato de bário, com a exceção de que as molduras das portas e a superfície plana externa são igualmente folheadas a ouro. O uso de um GPS de ouro é vantajoso para aplicações de laser infravermelho. O ouro difuso mantém sua refletividade em temperaturas bem acima de 100 graus Celsius, enquanto um revestimento de sulfato de bário pode perdê-la em altas temperaturas.

Medição de potência de feixe de laser colimado
É simples medir a potência total do feixe de laser colimado, independentemente da polarização ou alinhamento do feixe. O feixe é admitido na esfera através da porta de 180 graus, formando o ponto quente na porta de 0 graus. O defletor evita que a radiação direta do ponto quente atinja o detector quando ele é colocado na porta de 90 graus. Isso permite a medição da potência do feixe integrado espacialmente. A porta norte pode ser utilizada para captar luz para medição de comprimento de onda.

Medição de potência de fonte de luz divergente
Para medição de potência de luz de valor absoluto e preciso de feixes divergentes de diodos de laser, LEDs com lentes e lâmpadas com lentes, uma esfera integradora e um sistema detector calibrado são adequados. Suas leituras serão insensíveis às dificuldades causadas pelo preenchimento excessivo da região ativa do detector.

A fonte está na porta de 0 graus e o detector está na porta de 90 graus. O defletor, que está localizado entre as portas de entrada e do detector, impede que o detector visualize diretamente a abertura de emissão do laser ou a área imediata de iluminação. A porta norte pode ser utilizada para captar luz para medição de comprimento de onda.

O fluxo observado em uma esfera integradora é sempre uma pequena fração do fluxo incidente. o esfera de integração é uma ferramenta ideal para medir a potência da luz de saída de lasers de alta potência devido à atenuação causada pela luz refletida várias vezes antes de atingir o detector.

Medição de Saída de Energia de Fibra Óptica
Integrando esferas também são úteis para avaliar a saída de fibra óptica. Como a saída usual da fibra óptica está divergindo lentamente, o primeiro ponto de reflexão oposto à fonte não é extremamente concentrado. Isso resulta na disposição do feixe colimado ou na configuração do feixe divergente com frequência suficiente. Por causa do NA aumentado da fibra, a configuração do feixe divergente é preferida quando se usa fibra com lente. É preferível usar um arranjo de feixe colimado quando você estiver usando um colimador de fibra.

Medição de Transmitância
Usando 4 portas integrando esferas para coletar a radiação transmitida de uma amostra mantida na porta de 0 grau, a transmitância pode ser medida. Após a amostra ter sido exposta à radiação, ela é medida usando uma fonte direta fora da esfera. Para proteger o detector da transmissão não integrada, um defletor é empregado e uma armadilha de luz posicionada na porta de 180 graus pode ser usada para eliminar o componente não espalhado. A dispersão total integrada, a fluorescência, a dispersão em massa e a dispersão direta e reversa podem ser medidas. O detector é conectado à porta de 90 graus.

Medição de Refletância
Para medir a refletância, uma amostra é mantida na porta de 0 graus e exposta a um feixe incidente através da porta de 180 graus. A radiação total refletida é integrada espacialmente e medida pela esfera usando um detector confuso. O uso do suporte de amostra de incidência normal, que reflete o feixe especular de volta para fora da porta de entrada, eliminará o componente especular da radiação refletida.

Um recipiente de amostra com incidência de 8° pode ser usado para avaliar a refletância “especular mais difusa”. Medindo ambos e tomando sua razão, a refletância de uma amostra em relação a um padrão conhecido pode ser calculada. Para eliminar erros causados ​​pela refletividade da amostra, a amostra e o padrão devem ter refletância semelhante. Para remover essa fonte potencial de imprecisão de medição, um sistema de feixe duplo pode ser utilizado. O detector é conectado à porta de 90 graus.

Esfera de fonte de luz uniforme
Ao colocar a iluminação de uma fonte externa na esfera, uma esfera de uso geral pode ser projetada como uma fonte de luz uniforme rudimentar. Você precisa de um iluminador, um medidor de potência ou radiômetro e um detector para a configuração. Como a quarta porta não utilizada com um plugue de porta pode interferir na uniformidade de saída, uma esfera de três portas é preferível a uma esfera de quatro portas. A fonte de luz está ligada à porta de 90 graus e o detector está ligado ao pólo norte.

A saída de iluminação uniforme é fornecida pela enorme porta de 0 graus. O detector, que está ligado ao medidor de potência ou radiômetro, fornece um indicador exato da iluminação da esfera. Se o detector não estiver saturado, a saída mudará linearmente com a leitura de potência.

Perguntas Frequentes:
Qual é o propósito de integrar esferas?
Integrando esferas são usados ​​para fazer medições ópticas, fotométricas e radiométricas. Eles são usados ​​para calcular a quantidade total de luz emitida por uma lâmpada em todas as direções.

Como você limpa uma esfera integrada?
Você tem que inspecionar e limpar o exterior do integrando esferas; se o interior das esferas de integração contiver poeira, lave com uma pistola de ar; a limpeza com um pano no interior é proibida.

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