LED特性 如今，LED在许多应用中得到了应用，包括家庭、街道和企业的照明，在这些应用中，LED开始取代更传统的光源。led的功率、光通量（相当于功率，但以流明为单位）和光谱测量技术与传统光源的测量技术相比并没有太大的区别。其主要原因是这些光源发出不相干的光，这些光在各个方向均匀地辐射。这些光源产生高度发散的光发射。使用固定孔径的传感器精确测量这种光源的功率需要复杂的采集几何结构。 积分球 具有有限孔径的功率传感器，例如其中一个光电二极管，无法测量高度发散光源的整个光束。此外，估计通过光圈测量的功率比并不像对于光束尺寸明确的激光器那样简单。取而代之的是，称为积分球的光收集装置可与敏感光电二极管一起用于确定高度发散源（例如LED）的功率。如图1所示，积分球的内表面涂有高反射表面。当发散光束击中积分球的壁面时，光被反射和散射多次，直到击中积分球壁上任何地方的光具有相同的强度。因此，放置在球体中的传感器获得与其他任何地方相同的强度；传感器检测到的功率与总入射功率成正比，与光束发散无关。要实现这一点，传感器必须放置在只能看到散射光而不能看到入射光的位置。由于积分球将光束均匀地分在球体中，所以光电二极管可以通过其光圈测量功率的分数，然后通过知道光圈面积与整个球体面积的比值来确定光束的总功率。积分球还降低了进入光电二极管的功率，因此可以测量更高的输入光束功率。 积分球内发散光束的多次漫反射 图1：积分球（左）内发散光束的多次漫反射。覆盖在积分球表面的材料的光谱反射率（右）。 图2显示了我们的集成球体，这些球体被设计为以各种方式为许多应用程序配置。有了广泛的球体附件线，单个球体可以以合理的精度执行各种积分球体任务，如均匀照明、光线测量和反射率测量。球体具有高反射漫反射白色涂层（见图1），可获得与光束大小、位置和发散无关的高效率和读数。当处理高达30w的输入功率时，球体可以容纳UV、VIS和NIR光谱区域中的光发射。球体也有不同的大小，因为球体必须随着输入光束孔径的大小而缩放，以确保均匀散射。直径较大的球体可用于发散光束，例如LED、激光二极管、光纤输出或激光准直光束（见图2）。这是通过设置光学几何结构来实现的，这样输入光束就不会直接击中传感器，而且传感器只能看到从墙上反射的光线，如图2中最右边所示。为了保持精度，建议每年对积分球传感器进行校准。最后，任何数量的热电堆或光电二极管传感器都可以作为结合积分球的LED测量的合适选择。 内径为1Ó、1.5Ó和5.3Ó的发散光束积分球 图2:1、1.5和5.3英寸发散光束的Ophir积分球。内径（从左到右）。更大直径的积分球可以配置成发散光束或准直光束，如右图所示。 磁通量计™ 积分球是测量LED灯功率、光通量和颜色的标准仪器。然而，积分球的尺寸必须至少是被测设备（DUT）的三倍。这确保了在到达传感器之前，来自被测器件的光均匀地散射在球体内，并且能够进行准确的功率估计。对于可以接近2-3英尺的大型LED灯具或灯组件，这需要集成直径为6-10英尺的球体，以便进行适当的表征。此外，积分球每次使用都必须重新校准，以解释被测器件本身的吸收。MKS开发了磁通量计™ 测量系统（见图3）用一种独特的方法来解决这些问题：采用吸收和探测光的探测表面。通过消除积分球是测量LED灯功率、光通量和颜色的标准仪器。然而，积分球的尺寸必须至少是被测设备（DUT）的三倍。这确保了在到达传感器之前，来自被测器件的光均匀地散射在球体内，并且能够进行准确的功率估计。对于可以接近2-3英尺的大型LED灯具或灯组件，这需要集成直径为6-10英尺的球体，以便进行适当的表征。此外，积分球每次使用都必须重新校准，以解释被测器件本身的吸收。MKS开发了磁通量计™ 测量系统（见图3）用一种独特的方法来解决这些问题：采用吸收和探测光的探测表面。通过消除漫反射的需要，表征设备可以是被测器件的尺寸，例如矩形，并且仅校准一次。探测表面应能有效地探测光，不受入射角的影响，吸收所有的光，反射很小。磁通量计系统的探测表面（见图3）由太阳能电池板构成，用于探测光线，一个薄板扩散器用于使电池板对角度不敏感，扩散器上有一个用黑色墨水打印的密集针孔阵列。这种安排确保满足所有三个要求。 磁通量测量系统底盘和带扩散器和针孔阵列的内部太阳能电池板 图3：磁通量测量系统底盘（左）和带有扩散器和针孔阵列的内部太阳能电池板（右）。 因此，磁通量计系统是一个紧凑的LED灯具测量系统。该系统使用太阳能电池板测量总流量或功率，同时车载光谱仪和快速光电二极管完成系统，并提供颜色和闪烁（功率输出振荡）测量。使用磁通量计系统的好处是体积小、鲁棒性强、生产准备就绪、使用方便和校准频率较低。对LED灯具的需求增加，要求生产运营部门适应改进的质量测试方法，这种方法可以提供质量测量，同时不会减缓生产线的速度。使用磁通量计系统的价值在于其快速进行关键测量的能力，同时也允许制造操作将整个灯具作为一个全性能、可操作的灯进行测试。