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積分球、パルスストレッチおよびアシンメトリー

 積分球 の本当に便利な機能の1つは、複数の検出器ポートがあるという事です。ですから、複数の検出器を取り付けて、異なる測定を並行して行うことができます。すべての測定装置について、測定結果に影響を与える可能性があるため、この装置の性質を理解する必要があります。

短いパルスのストレッチング

考慮すべき積分球  の1つの側面は、それらが短いパルスを伸ばすことです。その理由は簡単で、光が積分球に差し込むと、何度も跳ね回り重なり合うのです。
例えば、直径135 mmの球体の場合、光が20回跳ね返ると、合計2.7 m移動します。これには9 nsかかります。(パルスが引き伸ばされる実際の量の計算は、これよりも少し複雑です)。

明らかに、パルスストレッチの量は、球のサイズと、球の内部で光が跳ね返る回数によって異なります。球の時定数tは、球の直径と損失に寄与する要因(ポート領域と壁の反射が100%未満)の関数です。

パルスの立ち上がり時間と立ち下り時間

ストレッチング現象がパルスの立ち上がり時間と立ち下がり時間に異なる影響を与えることはあまり明白ではありません。これを理解するために、光が球の内部でどのように伝播するかを見てみましょう。
例えば、コリメートされたビームの積分球に入る短い光パルスを考えてみましょう。ビームは球体面の点Aに当たり、バッフルの影になっている場所を除いて、球の内面のほぼ全体にかなり均一に拡散します。 (これは、コリメートされたビームの最初のバウンスからの光が検出器に直接到達するのを防ぐためのバッフルの目的です)。光は、ポートの1つから逃げたり、球の壁に吸収されたりしてゆっくりと減衰するため、球の中で何度も跳ね返り続けます。 2回目以降の光は、検出器に到達します。検出器の視野内(点Bから点Cまで)の球の表面積は、2回目のバウンスによってすでに完全に照らされているため、検出器の信号は比較的早くピークレベルに到達します。

立ち上がり時間は、ポイントAから検出器に伝わる光がポイントBを経由する場合よりも、ポイントCを経由する場合の方が長く到着するため、延長されるだけです。一方、立ち下がり時間は、減衰率によって決まります。球の中で跳ね返るときにパルスします。。

結論として…

次のグラフに見られるように、 積分球  はパルスの立ち上がりエッジに与える影響が小さく、立ち下がりエッジに与える影響ははるかに大きくなります。
幅が100ns未満のパルスのパルス特性を測定する必要があるときはいつでも、積分球のパルス伸縮効果を考慮する必要があります。 非常に短いパルスの場合、IS1.5-VIS-FPD-800のような小径の積分球を使用する必要があります。

グラフ 1: 5.3″ 積分球内でのパルスストレッチング
グラフ1: 1.5″積分球内のパルスストレッチング、効果の最適化で効果を最小化に

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