83、中近红外反射光谱积分球技术解析

中近红外反射光谱积分球技术解析

在材料光学特性的测量领域，积分球仪器一直是对具有高散射特性的样品和材料的反射率与吸收率进行准确量化分析的主要工具。本文将深入探讨积分球在漫反射光谱中的应用，涵盖其工作原理、设计方法、测量误差来源等多个方面。

1. 积分球的重要性与发展背景

在进行漫反射表面反射率测量时，常用的仪器有双锥镜系统、测角反射仪、2π锥镜反射仪和积分球等。其中，双锥设计的分光光度计附件常用于对粉末样品的漫反射率进行半定量表征，但由于测量角度范围受限，会损失部分反射光，导致测量精度受限。而基于积分球的方法，凭借90多年积累的知识，在半球漫反射率的定量测量中更受青睐。

自20世纪70年代以来，中红外积分球逐渐普及，在计算光学建模、探测器与积分球的耦合以及新型近朗伯反射器的开发等方面取得了重大进展。如今，积分球在近红外和中红外光谱区域的应用越来越广泛。

2. 相关术语定义

为了更好地理解积分球的测量方法和设计，需要明确一些专业术语：
- 反射率（r） ：表面反射通量与入射通量之比。
- 反射率因子（R） ：表面反射通量与相同入射光束几何条件下完美反射漫射器反射通量之比。
- 定向 - 半球反射率（rh,d） ：入射通量局限于单一方向，反射通量在表面上方整个半球收集。
- 半球 - 定向反射率因子（Rh,d） ：入射通量均匀分布在表面上方半球，测量的反射通量在单一方向收集。
- 半球 - 半球（双半球）反射率（rh,h）