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Reflexion und Transmission

Arbeitsgruppe 4.24

Hemisphärisch-gerichtete Geometrien (Kugelgeometrien)

 

Für Messungen in hemisphärisch-gerichteten Geometrien, d.h. diffuse Einstrahlung aus dem Halbraum auf die zu messende Probe mit anschließender Messung der gerichteten Reflexion, wird eine integrierende Kugel (Ulbricht-Kugel) verwendet. Das dabei benutzte Messverfahren ist die in der PTB entwickelte, so genannte Korte-Schmidt-Methode [1]. Die hierbei gemessene Reflexionskenngröße ist der spektrale Strahldichtefaktor β (λ).

Bei der Korte-Schmidt-Methode wird die zu messende Probe P im Zentrum der Ulbricht-Kugel (Kugeldurchmesser Ø = 500 mm) so angeordnet, dass sich ihre Oberfläche in der Äquatorialebene der Kugel befindet. Eine interne Lampe L dient als Lichtquelle, bestrahlt jedoch die Probe nicht direkt. Aufgrund der speziellen Konstruktion wird zunächst nur der Halbraum II der Kugel bestrahlt. Durch eine Vielzahl von diffusen Wandreflexionen an der Innenbeschichtung erfolgt ein Strahlungsübertrag in den Halbraum I, hierüber wird dann die Probe P aus allen Richtungen mit einer konstanten Strahldichte L bestrahlt.

Ein in der Kugelmitte angeordneter perfekt reflektierender Diffusor (PRD) würde die gleiche Strahldichte besitzen wie die Wand des ihn bestrahlenden Halbraumes I. Die Messung der Strahldichte dieser Halbkugel ist also der Messung der vom PRD reflektierten Strahldichte gleichwertig. Das Messprinzip ist aus der folgenden Abbildung ersichtlich.

 

 

 

Abb.: Schematische Zeichnung der Ulbrichtkugel

Mit der Messapparatur sind Reflexionsgeometrien im Bereich von d:0° bis d:10° einstellbar. Der Spektralbereich für Kalibrierungen mit der Ulbricht-Kugel beträgt 250 nm bis 2400 nm.

Aufgrund der Montage der zu kalibrierenden Probe im Zentrum der Ulbricht-Kugel mit Hilfe eines speziellen Halters ergeben sich die folgenden Maximalmaße für die Größe der Probe:

 i.) für runde Proben: Ø = 76 mm, Dicke: 15 mm

ii.) für quadratische Proben: Kantenlänge: 53 mm, Dicke: 15 mm

[1] H. Korte und M. Schmidt, Über Messungen des Leuchtdichtefaktors an beliebig reflektierenden Proben, Lichttechnik 19, 135A-137A (1967)