Критичний аналіз конструкцій дифузних випромінювачів на основі інтегруючої сфери

Abstract

This paper presents a critical analysis and classification of modern integrating sphere based diffuse light sources used for calibration and validation of digital video systems and optoelectronic instruments. Although these systems share a common physical principle multiple diffuse scattering and spatial averaging of radiation, their structural architectures and functional capabilities differ significantly. Emphasis is placed on light injection methods, aperture configuration, internal optical cleanliness, and the use of auxiliary or cascaded integrating spheres to extend the dynamic range. Special attention is given to spectrally and luminance-controlled systems based on multichannel LED modules. The aim of this work is to systematize integrating sphere designs and evaluate their suitability for specific metrological tasks with respect to luminance uniformity, spectral stability, and measurement repeatability.

У статті виконано критичний аналіз і класифікацію сучасних дифузних випромінювачів на базі інтегруючої сфери, призначених для калібрування та валідації цифрових відеосистем і оптико-електронних приладів. Показано, що за спільного фізичного принципу дії — багаторазового дифузного розсіювання та просторового усереднення випромінювання — конструктивні реалізації таких систем суттєво відрізняються архітектурою та функціональними можливостями. Основну увагу приділено способам введення світла, конфігурації апертур, впливу конструкційних елементів на світлове тіло та застосуванню допоміжних і каскадних інтегруючих сфер для розширення динамічного діапазону. Окремо розглянуто спектрально та яскравісно керовані системи на основі багатоканальних світлодіодних модулів. Метою роботи є систематизація конструкцій інтегруючих сфер та оцінка їхньої придатності для різних метрологічних задач з урахуванням вимог до однорідності, спектральної стабільності та відтворюваності вимірювань.