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분광 복사속 측정용 적분구 설계 및 제작
Design and fabrication of an integrating sphere for spectral radiant flux measurement 원문보기

한국광학회 2007년도 동계학술발표회 논문집, 2007 Feb. 01, 2007년, pp.145 - 146  

유남준 (한남대학교 대학원 물리학과) ,  신동주 (한국표준과학연구원 기반표준연구부) ,  조재흥 (한남대학교 대학원 물리학과) ,  임천석 (한남대학교 대학원 물리학과) ,  정기룡 (한국표준과학연구원 기반표준연구부) ,  김용완 (한국표준과학연구원 기반표준연구부) ,  박승남 (한국표준과학연구원 기반표준연구부)

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제안 방법

  • 그림 1의 적분구 구조에 대해서 반사율에 변화에 따른 광원의 입사각, 광원의 크기에 대하여 성능을 계산하였다. 광원의 크기는 적분구의 입사포트 면과 같은 크기의 직경 20 mm이며, 램버시안 형태에 평행광원을 적용하였다. 보정시 기하적 구조의 차이점에 따른 차이를 보기 위해서 램버시안 광원을 반구 형태로 방출하여 50 cm 거리까지 떨어뜨리며 계산을 하였다.
  • 먼저 적분구를 제작하기 이전에 Optical Research Associates사의 조명 설계 시뮬레이션 프로그램인 LightTools를 활용하여 적분구의 성능을 계산 하였다. 그림 1의 적분구 구조에 대해서 반사율에 변화에 따른 광원의 입사각, 광원의 크기에 대하여 성능을 계산하였다.
  • 광원의 크기는 적분구의 입사포트 면과 같은 크기의 직경 20 mm이며, 램버시안 형태에 평행광원을 적용하였다. 보정시 기하적 구조의 차이점에 따른 차이를 보기 위해서 램버시안 광원을 반구 형태로 방출하여 50 cm 거리까지 떨어뜨리며 계산을 하였다. 그림 3과 그림 4는 광원이 기울어져 입사할 경우 각각 반사율과 기울기에 따른 시뮬레이션 결과이다.
  • 본 연구에서 설계된 적분구는 그림 1과 그림 2에 나타내어져 있으며 분광 복사 조도가 교정되어 있는 FEL 표준 램프를 사용하여 측정하고자 하는 램프의 분광 복사 조도를 비교하여 측정할 수 있다. 표준 램프를 적분구의 입사 포트면에 조명하여 출사 포트에서 분광 복사도계로 측정하여 분광 복사도계의 감응도를 측정후 시험 램프를 이 값과 비교하여 분광 복사 조도를 결정할 수 있다.

대상 데이터

  • 적분구의 직경은 130 mm이며 각각 입사포트와 출사포트의 직경은 20 mm, 14 mm이다. PTFE는 12 mm로 코팅이 되어 있고 적분구의 외부는 알루미늄으로 두께 5 mm로 제작되었다.
  • 설계된 적분구 내부의 반사 재질은 PTFE(polytetrafluoroethylene)를 사용했으며, 이 재질의 분광 반사율은 그림 5와 같다. 적분구의 직경은 130 mm이며 각각 입사포트와 출사포트의 직경은 20 mm, 14 mm이다.
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