Was ist eine integrierende Sphäre?
Eine Ulbrichtkugel ist ein Gerät zum Testen und Messen bestimmter Eigenschaften einer Lichtquelle. Das Licht wird durch eine hochreflektierende Beschichtung mit gleich hoher Streuung gleichmäßig über die gesamte Oberfläche des Kugelinneren gestreut. Diese Diffusion ermöglicht die Messung von Eigenschaften, die anders nicht beobachtet oder gemessen werden könnten. Sie kann auch als Mittel zur Bereitstellung einer gleichmäßigen Beleuchtung einer Testprobe für andere Zwecke wie Forschung und Fotografie verwendet werden.
Viele verschiedene Designs integrierender Kugeln werden unter anderem von Laboren, Forschern, Qualitätskontrolleuren und Verbrauchsgüterprüforganisationen verwendet. Es kann sich um sehr kleine Modelle handeln, die in einer Hand gehalten werden können oder einen Durchmesser von mindestens 2 Metern haben. Unabhängig von Größe und Design weist eine typische Ulbrichtkugel bestimmte Grundmerkmale auf. Eine Öffnung für eine Lichtquelle und ein Platz zum Anbringen von optischen Detektoren oder anderen Instrumenten sind Standard. Einige Modelle sind möglicherweise in der Lage, mehrere Lichtquellen aufzunehmen, die einzeln oder zusammen verwendet werden können, sowie mehrere Instrumentenhalterungen zu haben.
Leitbleche sind ein weiteres gemeinsames Merkmal einer integrierenden Kugel. Eine Schallwand ist eine kleine physikalische Barriere, die verhindert, dass direkte Lichtstrahlung von der Quelle direkt zum Detektor oder zu anderen Instrumenten gelangt.
Integrierende Kugeln haben eine Innenbeschichtung aus einem von mehreren Materialien, die Licht reflektieren und streuen. Durch das Einbringen einer Lichtquelle in eine solche Hohlkugel wird das Licht mehrfach gestreut und reflektiert, bis seine Intensität an jedem Punkt innerhalb der Kugel im wesentlichen gleich ist. Die Beschichtung einer Ulbrichtkugel hängt von den Wellenlängen des Lichts ab, das reflektiert werden soll, z. B. sichtbares, ultraviolettes oder infrarotes Licht.
Die Eigenschaften von Diffusion und Reflexion, die zu einer gleichmäßigen Lichtintensität führen, machen eine Ulbrichtkugel zu einem nützlichen Werkzeug zum Testen von Lichtquellen wie Lasern oder anderen Lichtquellen und zum Bestimmen zahlreicher Informationen über ihre Gesamtleistung, Intensität und Effizienz. Eine Ulbrichtkugel eignet sich auch zum Testen von Probenmaterialien. Durch Verwendung einer Lichtquelle mit bekannten Parametern ist es möglich, das Reflexionsvermögen, die Absorption und die Diffusionseigenschaften einer Probe genau zu messen.