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積分球の原理
積分球は拡散光の測定に使用されます。下図の通り、積分球の内部には高反射コーティング (一般的に反射率99％、非鏡面反射) が施されています。したがって拡散光が積分球の内壁に入射されると、反射と拡散を繰り返し、積分球の内壁のどの部分においても同じ分布強度となります。

球体に配置されたディテクターは、他の場所と同じ強度を取得し、ディテクターが検出するパワーは、ビーム拡散とは無関係に総入射パワーに比例します。(ディテクターは、散乱光のみを検出し、入射ビームを検出しないように配置されています)。理想的な積分球は、反射特性の表面を持つランバーシアンです。これは、表面に入射する光が表面上の2piステラジアン立体角ですべての方向に均一に散乱されることを意味します。Ophirで使用されている反射は、ランバート反射に非常によく似ています。

ステップ1 – 開始位置

3A-IS積分球センサーシリーズ
Ophirの積分球センサー3A-ISシリーズは、フォトダイオードセンサーに50mmの積分球が2つ採用されているので、入射ビーム拡がり角の依存性が非常に低くなっています。さらにディテクターに入射される光は強度が大きく減衰されるので、フォトダイオードのサチレーションレベルが1mW程度であるにも関わらず最大3W程度のパワーが測定可能です。3A-ISは、積分球とシリコンフォトダイオードを採用し波長域400-1100nmに対応しており、3A-IS-IRGはInGaAsと積分球を採用し波長域800-1700nmに対応しています。

Ophirフォトダイオードセンサーを含むすべてのパワーメーターは、ファイバー端からセンサーまで空間があります。大気中でのファイバーから照射されたパワーを測定するので、反射によるファイバー光の損失は考慮していません。実際の測定の際には、損失が起こらないようにファイバーを接続した上で、損失値を読み値に追加します。損失率は一般的に4％程度です。したがって、Ophirパワーメーターでの読み値が100mWの場合、実際のパワーは104mWになります。

Ophirの積分球センサーシリーズ3A-IS、3A-IS-IRGの積分球内部は、白い拡散反射コーティングが施されています。コーティングの反射に対してセンサーの感度は非常に高くなっています。コーティング吸収率が1％上昇すると、読み取り値が5％変化します。したがって、センサーのコーティングに汚れが付着したり、破損しないよう注意が必要です。定期的に調査・校正を行うことをお勧めいたします。

余計な光が積分球に入射するのを防ぐため、使用していないポートを閉じる必要があります。しかし、拡散する白のポートプラグでポートを閉じると、プラグ表面が「積分」を行っている積分球内部の拡散領域として作用します。校正された積分球センサーの場合、この積分球内部の変化は校正に影響を与え、誤った指示値が導かれます。そのような場合は、黒の「ポートカバー」を使用する必要があります。

特に指示がない限り、Ophirのセンサーおよびディスプレイは、ご購入日から18か月以内に再校正し、その後は年に一度再校正する必要があります。

これを可能にする方法は次のとおりです:
次の図に示すように、ビームはディテクターポートの近くに入射するように (バッフルには当たらないように) 向ける必要があります:

このようにして、「最初の跳ね返り」が球の反対側に向けられ、ディテクターが実際に「2番目の跳ね返り」以降の光、つまり内側の球面の周りに均一に分散された光のみを確認できるようになります ( 通常、コリメートされたビームの「最初の跳ね返り」からの光はまだ均一に分布しておらず、ディテクターにそれを見させたくない - これが異なるC構成とD構成の背後にある主な考え方です。上記の方法はそれを回避します。

一般に、積分球に入るビーム拡がり角が大きくなると、またその直径が大きくなると、球のパフォーマンスの基礎となる仮定（球壁内の無限反射、球内の光の完全に均一な分布など）が大きくなり、正しくなくなります。したがって、最大ビーム拡がり角（±60⁰など）を指定し、ビームサイズの変化によって引き起こされる読み取り値の可能な最大変化も示します。実際、データシートには、ビームサイズによる最大の追加の不確かさは、ビーム拡がり角が30⁰未満の場合はわずか±1％、30⁰を超える場合は±3％であると記載されています。これをより意味のあるものにするためには基本的に、直径数mmで、拡がり角が比較的小さく、積分球の入力ポート開口部を中心とするビームを使用してパワーを測定する場合、この追加の不確かさは無視して構いません。