Warum muss eine Ulbricht-Kugel eine Kugel sein?

Die Oberflächenbeschichtung einer Ulbrichtkugel ist auf geringe Verluste optimiert . Diese weiße Beschichtung ( Bariumsulfat oder PTFE /Teflon) wirkt wie ein idealer Lambertscher Streuer.

• alles Licht wird gestreut (Ok, nicht 100%, aber ein sehr hoher Prozentsatz wie 99,5%. Siehe Ressourcen)
• es wird in der Halbkugel nach dem Kosinusgesetz emittiert: senkrecht zur Oberfläche ist es am höchsten. Die Intensitätsabnahme folgt einem Kosinusgesetz.

Streulicht der ersten Generation (blau im Bild von OP) zeigt diesen Lichtkegel. Stellen Sie sich diesen Kegel an der Ecke eines Würfels vor: Etwas Licht trifft wieder auf eine Wand und erleidet winzige Verluste. Detektoröffnungen in kubischer Geometrie haben eine geringere Wahrscheinlichkeit, vom Strahl mit der höchsten Energie getroffen zu werden. Bei einer Kugel hingegen zeigen alle Flächennormalenvektoren auf ihren Mittelpunkt . Denken Sie daran, dass diese Strahlen gemäß dem Kosinusgesetz von Lambert "mehr Energie tragen" . Er hat geringere Verluste als ein Messkopf mit Würfelgeometrie. Eine sphärische Geometrie reduziert die notwendige Anzahl von Streuereignissen.

Ressourcen

• Labsphere Spectralon Datenblatt : 99,5 % Halbkugelreflexionswert: Also 0,5 % Verlust.
  • Kugelgeometrie ist teurer als Würfelgeometrie: Stellarnet
  • Es gibt auch eine zylindrische Geometrie: ILX Lightwave- Handbücher

In einer Kugel wird jedes Licht, das von der Mitte ausgestrahlt wird, bei senkrechtem Einfall von den Seiten reflektiert und in die Mitte zurückgebracht. In einem Würfel kehren einige Strahlen nie in die Mitte zurück, sodass Sie nicht das gesamte emittierte Licht messen, was den Zweck des Geräts zunichte macht.