Was ist eine Ulbricht-Kugel?
Eine Ulbricht-Kugel ist ein kugelförmiges Gerät, das Licht gleichmäßig reflektiert. Das Innere ist mit einem lichtstreuenden Material mit hohem Reflexionsvermögen wie z. B. Titandioxid beschichtet und das einfallende Licht wird mehrfach in verschiedene Richtungen reflektiert. Die wiederholte Reflexion des Lichts innerhalb der Ulbricht-Kugel ermöglicht es, räumlich integriertes, gleichmäßiges Licht zu gewinnen. Es gibt eine breite Palette von Typen, von kleinen mit einer Größe von einigen zehn Zentimetern bis zu großen mit mehreren Metern, und sie werden häufig zur Qualitätsbewertung von Lasern und Lichtquellen sowie als Versuchsgeräte in Forschungsinstituten eingesetzt.
Anwendungen von Ulbricht-Kugeln
Ulbricht-Kugeln können zur gleichmäßigen Auskopplung von Licht oder zur Emission von gleichmäßigem Licht verwendet werden. Das von Ulbricht-Kugeln homogenisierte Licht eignet sich zum Beispiel zur Bestimmung der Intensität einer Lichtquelle. Bei der Messung des Reflexions- und Transmissionsgrades ist es außerdem möglich, neben dem direkt eingestrahlten Licht auch die Reflexion und Transmission durch Streuung zu erfassen. Darüber hinaus können die Ulbricht-Kugeln auch als Lichtquelle verwendet werden, um Licht zu emittieren, das von den Ulbricht-Kugeln homogenisiert wird. Durch wiederholte Reflexionen im Inneren der Kugel kann eine Lichtquelle mit konstanter Intensität erzeugt werden.
Funktionsweise der Ulbricht-Kugeln
Der Aufbau von Ulbricht-Kugeln ist sehr einfach. Je nach Anwendung variiert jedoch die Richtung, in der das Licht einfällt, und der Teil der Kugel, in dem es erfasst wird. In diesem Abschnitt wird das Prinzip der Messung des charakteristischen Reflexions- und Transmissionsgrads vorgestellt.
Die Ulbricht-Kugeln sind ein wichtiges Hilfsmittel bei der Messung des Reflexions- und Transmissionsgrades einer Probe. Mit Hilfe der Ulbricht-Kugeln ist es möglich, die Reflexion und Transmission von Licht, das durch Streuung verursacht wird, sowie von Licht, das direkt auf die Probe trifft, zu erfassen. Die Ulbricht-Kugel ist so aufgebaut, dass das Licht von einer Seite einfällt und die Probe auf der anderen Seite liegt. Wichtig ist, dass der Detektor unten angebracht ist, damit das Licht einer direkten Lichtquelle nicht auf die Probe trifft. Da sich diese Methode jedoch auf eine Referenzprobe bezieht, muss die Referenz genau eingestellt werden.
Es gibt auch andere Methoden der Lichterfassung und der Verwendung als Lichtquelle. Da die Intensität des Lichts je nach Richtung oft unterschiedlich ist, können Ulbricht-Kugeln an verschiedenen Orten eingesetzt werden, wo das Licht durch Reflexion und Streuung homogenisiert werden kann. Diese Geräte werden vor allem in Universitäten und anderen Forschungseinrichtungen eingesetzt.