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系统简介 在现代光学测量中，广泛使用测光积分球,像光学材料的反射比测量，大都采用积分球法,优点在于它不仅能收集样品上的全部反射光，而且球壁各部分向接收器反射的光具有对称性,与反射的角分布无关,这种性能与球的结构以及内涂层密切相关. 我们研制的新型测光积分球,是用国产聚四氟乙烯悬浮树脂(F4)代替常用的氧化镁(MgO),硫酸钡(BaSO4)作积分球涂层,在0.2~2.5微米波长范围内，光谱反射比都高于MgO和BaSO4,且反射比中性好,有利于减小它对积分球非中性的影响.另外，涂层粘性好，不易破裂与起皱,灰尘可以用清洁的毛刷清楚，不会损伤涂层. F4涂层不怕潮湿，暴露在紫外光下也不会变黄，F4涂层是当前国际照明委员会(CIE)推荐的一种最好的漫反射材料. 根据测光积分球的基本原理,一束光通量由入口进入积分球后，经球内壁多次漫反射之后,到达任一窗口的光照度E都是多次漫反射的积分，有: 式中: Φ为入射光通, ρ为涂层的漫反射率, R为球的内半径,f为开口对总反射球面的比，一般小于10%.由(1)式可以看出反射率ρ的变化将显著影响积分球照度.例如，涂层的反射率为0.95时,0.01的增加(ρ=0.96)会引起照度增加0.26倍,即E1=1.26Eo;若△ρ =0.02,即 ρ=0.97时,则E2=1.7Eo; 若△ρ=0.03,即ρ=0.98时,则E3=2.58Eo;所以，新型F4积分球可以大大提高积分球的效率，通常为MgO和BaSO4的2~3倍,这有利于低透射、弱反射光信号测量，不仅可以提高测量的灵敏度,而且也大大改善了测量的信噪比.中国计量院、中科院上海技物所等数十家科研、生产等单位已建立了F4测光积分球系统，并显示出新型测光积分球的许多优点. 图1示意了一个使用F4积分球的测试系统，光束入口与光陷阱(或孔塞)在相同的角度(CIE推荐为10o,由样品台的法本算起，以便控制反射光的镜面成分).光阱可以消除测量中的镜反射,得到漫反射率;换上孔塞,镜面成分保持在球内，得到总反射率，由总反射率减去漫反射率得到镜反射率. 图1 简单的F4积分球测试系统 A-积分球 B-准直透镜 C-样品架 D-光镜或塞子 E-接受器 F-挡板 该系统的光源功率稳定，单色光由单色仪提供，准直镜使入射到样品上的光发散角小于5o,挡屏可以防止接收器直接接收第一次反射光，只接收积分光,信号送入放大处理系统。 具体测量过程类似往常，对每一取样波长，先测出已知标准的读数,然后读出样品的信号，再将样品输出除以标准输出，再乘以该波长上以知标准反射率，即求出样品反射率，可表示: 同样，只要在积分球入口放上被测透射样品，即可求得样品的投射率. 由物体的光谱反射率可以计算出颜色的三刺激值,然后就可以再由三刺激值转换成色度坐标。 | ||
