CN201311324Y - 一种积分球光收集器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种积分球光收集器，包括中空的球形内壁，所述球形内壁的非中心处具有开孔，所述开孔与中空导光管连接，在球形内壁上且位于中空导光管正下方安装有探测器，所述探测器两侧装有挡板在所述球形内壁上。将本实用新型用于光探测器时，在同等入射光通量的条件下，即使入射光角度有所变化，测量得到的信号水平不受影响。

Description

一种积分球光收集器

技术领域

本实用新型涉及光学装置，尤其涉及一种对入射光入射角度不敏感的、高精度的用于光探测器的积分球光收集器。

背景技术

在目前的光信号测量领域，为了实现光信号的精确测量，测量装置对入射光的入射角度有严格要求，当入射光偏离标准入射角度时，会导致不可忽略的测量偏差。

现有的光信号测量装置分两类，直接入射和间接入射。直接入射就是被探测光直接入射到探测器上探测，优点是信噪比高，缺点是入射光角度一旦出现小角度偏移，会导致结果出现较大偏差；间接入射就是被探测光先入射到某个光学装置(例如积分球，透镜组)，经过该装置处理后再入射到探测器上，会使得探测结果与入射光线角度依赖有所减轻，但该方法会导致信噪比偏低，且探测结果与入射光线角度还是存在一定程度的依赖性。

积分球用于收集入射光通量。积分球的基本原理是光通过入射孔进入积分球，经过多次反射后非常均匀地散射在积分球内部。如图1所示为现有的积分球光收集器结构图，该积分球光收集器包括球形内壁6，在球形内壁6的中心处具有开孔，该开孔作为入射孔，探测器4设置在球形内壁上且于开孔的方向垂直，探测器4两侧设置有挡板3，该结构避免了入射孔的光直接进入探测器4，但是该装置的缺点在于随着入射光线角度的变化，其探测器端信号会有明显的变化。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种用于光探测器的积分球光收集器，使得探测器上光信号的测量结果与入射光角度的关系很小，比常规的采用积分球方式探测光信号，对角度的独立性有了很大的提高。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种积分球光收集器，包括具有球形内壁的中空积分球球体，所述球形内壁的非中心处具有开孔，所述开孔与中空导光管连接，在球形内壁上且位于中空导光管正下方处安装有探测器，所述探测器两侧装有挡板在所述球形内壁上。

其中，所述中空导光管的长度大于或等于球形内壁的最大直径。

其中，所述球形内壁、中空导光管内壁和挡板均采用相同工艺喷涂有聚四氟乙烯材料，保证它们的光学属性一致。

将本实用新型的积分球光收集器用于光探测机构，具有以下有益效果：在同等入射光通量的条件下，即使入射光角度有所变化，测量得到的信号水平不受影响。

附图说明

图1为现有技术中积分球光收集器的结构图；

图2为本实用新型积分球光收集器的结构图。

图中：1、积分球球体；2、中空导光板；3、档板；4、探测器；5、入射光光线；6、球形内壁。

具体实施方式

本实用新型提出的用于光探测器的积分球光收集器，结合附图和实施例说明如下。

实用新型采取间接入射的测量方法，提出了一种新型的光匀化器结构-积分球光收集器，使得光信号的探测结果在一定角度范围内独立与入射光的角度。

如图2所示为实用新型积分球光收集器的结构图，该光收集器包括具有球形内壁6的中空积分球球体1，球形内壁6为近似漫反射内壁，球形内壁6的非中心处具有开孔，开孔与中空导光管2连接，在球形内壁6上且位于中空导光管2正下方处安装有探测器4，探测器4两侧装有挡板3在球形内壁6上，挡板3的作用是避免光从侧面入射到探测器4表面。侧面光一般不是漫反射光，这部分光随角度的影响大。中空导光管2的长度大于或等于球形内壁6的最大直径，中空导光管2的长度越长，泄漏的光越少。球形内壁6、中空导光管2内壁和挡板3均采用相同工艺喷涂有高反射率聚四氟乙烯材料，保证它们的光学属性一致。

将本新型用于光探测器时，入射光5通过中空导光管2入射到积分球球体1的内部，入射光5在球形内壁6上多次反射后到达探测器4。球形内壁6上喷涂的聚四氟乙烯虽然能使入射光线有较好的漫射作用，但相对于理论上的理想漫射还是有一定区别，在其镜面反射部分依然会存在明显的反射峰，这些反射峰与入射光的角度密切相关。该部分的镜面反射经过球形内壁6的反射次数越多影响越弱，而后积分球球体1的内部即为均匀的漫射光线。因此，入射光5到达探测器4需要走过的镜面反射次数越多则效果越好。本实施例中将探测器4安装在球形内壁6上且位于中空导光管2的正下方位置处，这样的空间位置安排有效增加了镜面反射次数，提高了匀化效果，从而降低了对入射角度的依赖。

本实施例中在探测器4两侧安装挡板3可以有效的避免镜面反射光直接进入探测器4，提高匀化效果。

由积分球理论可知，在其它条件一定的情况下，积分球开口面积越小，探测器上收集到的信号的强度越强。上述中空导光管2就是用于降低积分球的等效开口面积。入射光5通过中空导光管向外泄露时，入射光5会在中空导光管2管壁上再次漫射，其中有一定比例的光会再次入射回积分球球体1的内部，从而提高了积分球内的总体光能量水平，进而比普通积分球结构提高了信噪比。

以上实施方式仅用于说明本实用新型，而并非对本实用新型的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本实用新型的范畴，本实用新型的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (3)

1、一种积分球光收集器，包括具有球形内壁(6)的中空积分球球体(1)，其特征在于，所述球形内壁(6)的非中心处具有开孔，所述开孔与中空导光管(2)连接，在球形内壁(6)上且位于中空导光管(2)正下方处安装有探测器(4)，所述探测器(4)两侧装有挡板(3)在所述球形内壁(6)上。

2、如权利要求1所述的积分球光收集器，其特征在于，所述中空导光管(2)的长度大于或等于球形内壁(6)的最大直径。

3、如权利要求1所述的积分球光收集器，其特征在于，所述球形内壁(6)、中空导光管(2)内壁和挡板(3)均采用相同工艺喷涂有聚四氟乙烯材料。

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