積分球輻射源是一種非常優(yōu)異的定標(biāo)光源，其輸出的輻亮度面均勻性和穩(wěn)定性是普通光源無(wú)法比擬的。在需要使用面光源的領(lǐng)域，被普遍用于光學(xué)探測(cè)器的實(shí)驗(yàn)室定標(biāo)，空間光學(xué)遙感儀器發(fā)射前的地面輻射定標(biāo)。因此輻射源的穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性對(duì)于輻射定標(biāo)非常關(guān)鍵，直接影響到被定標(biāo)儀器探測(cè)結(jié)果。影響積分球輻射源輸出穩(wěn)定性和均勻性的主要因素包括積分球光源供電的恒流源穩(wěn)定性、積分球內(nèi)部材料的反射率穩(wěn)定性和球內(nèi)擋板設(shè)置,三者會(huì)影響積分球輸出光通量、輻亮度變化和均勻性。積分球被廣泛應(yīng)用于照明產(chǎn)品的性能測(cè)試中。光測(cè)量Helios標(biāo)準(zhǔn)光源模塊化設(shè)計(jì)
測(cè)量與光束空間性質(zhì)無(wú)關(guān)的光功率的積分球。常用的積分球結(jié)構(gòu)測(cè)色儀有 d/8結(jié)構(gòu)和 d/0結(jié)構(gòu)。d/8結(jié)構(gòu)色度儀有兩種測(cè)量模式 SCI和 SCE;(詳見此處)，利用 SCI進(jìn)行顏色測(cè)量可以有效地消除物體表面紋理對(duì)顏色測(cè)量的影響，從而獲得物體的真實(shí)色彩特征。除了測(cè)量的目的，積分球還可以均勻照射一個(gè)裝置。這在測(cè)試數(shù)字成像裝置時(shí)非常重要（例如CCD陣列）。理想情況下，在積分球內(nèi)表面的涂層在需要的波長(zhǎng)范圍內(nèi)都具有很高的反射率，并且反射為漫反射。如果積分球和小端口處的光學(xué)損耗很小，多次反射會(huì)導(dǎo)致在積分球內(nèi)部具有很高的光強(qiáng)，從而具有很高的光學(xué)效率，即使積分球比光源和探測(cè)器的尺寸都大。Spectra-CT 色溫可調(diào)太陽(yáng)光模擬器校準(zhǔn)光源積分球不僅提高了光源的均勻性，也降低了光源對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾。
積分球球體倍增因子對(duì)表面反射率極為敏感。選擇漫反射涂層或材料會(huì)對(duì)給定設(shè)計(jì)的輻射度產(chǎn)生很大影響（如圖3所示）。所示的兩種涂層都具有高反射率，在350至1350 nm范圍內(nèi)的反射率超過(guò)95%。因此，對(duì)于相同的積分球，人們可能預(yù)期不會(huì)有明顯的輻射度增加。然而，輻射度的相對(duì)增加大于反射率的相對(duì)增加，其系數(shù)等于球體倍增因子。雖然其中一種涂層在一定波長(zhǎng)范圍內(nèi)比另一種提供2%到15%的反射率增加，但相同的積分球設(shè)計(jì)將導(dǎo)致輻射度增加40%至240%。較大的增加發(fā)生在1400納米以上的近紅外光譜區(qū)域。
這種輻射度交換一次又一次地發(fā)生，直到它在空間上整合。入射到整個(gè)積分球體表面的總通量的n次反射的交換可以用冪級(jí)數(shù)來(lái)建模，并簡(jiǎn)化為一個(gè)簡(jiǎn)單的輻射方程:式中Φ為入射到積分球內(nèi)的光，As為積分球壁面積，p為積分球壁反射率，f為開口端口面積占比。簡(jiǎn)化的輻射度方程可用于模擬光和LED測(cè)量應(yīng)用的光學(xué)效率。這些應(yīng)用包括用于激光表征的光學(xué)衰減，進(jìn)入光纖或安裝在積分球體上的探測(cè)器表面的通量，用于圖像傳感器的光譜輻射度和用于非成像光學(xué)傳感傳感器的光譜輻照度，或積分球體應(yīng)用所需的其他許多輻射和光度參數(shù)。積分球作為光源積分器，為光學(xué)系統(tǒng)提供了理想的光源條件。
積分球的典型應(yīng)用主要包括以下幾個(gè)方面：1.環(huán)境光學(xué)測(cè)量：積分球可用于測(cè)量環(huán)境光學(xué)參數(shù)，如大氣光學(xué)、水光學(xué)等。在大氣研究中，積分球可用于測(cè)量大氣中光的散射、吸收和傳播特性；在水研究中，積分球可用于測(cè)量水中光的散射、吸收和穿透特性。2.光學(xué)材料測(cè)試：積分球可用于測(cè)試光學(xué)材料的性能，如玻璃、塑料、晶體等。通過(guò)測(cè)量這些材料對(duì)光的反射和透射特性，可以評(píng)估其光學(xué)性能和質(zhì)量。3.醫(yī)學(xué)光學(xué)測(cè)試：積分球可用于醫(yī)學(xué)光學(xué)測(cè)試，如生物組織的反射和透射特性、激光輻射的生物效應(yīng)等。這些測(cè)試對(duì)于醫(yī)學(xué)研究和診斷具有重要意義。利用積分球，可以求解球體表面的光照強(qiáng)度分布，為照明設(shè)計(jì)提供依據(jù)。光測(cè)量Helios標(biāo)準(zhǔn)光源模塊化設(shè)計(jì)
積分球內(nèi)光源的均勻性對(duì)于實(shí)驗(yàn)結(jié)果至關(guān)重要。光測(cè)量Helios標(biāo)準(zhǔn)光源模塊化設(shè)計(jì)
根據(jù)積分球的應(yīng)用，積分球種類可以分為測(cè)激光功率積分球、反射率積分球、透光率積分球、熒光量子效率積分球、測(cè)水質(zhì)分析積分球、均勻光源積分球等，根據(jù)材料和工藝又可分為噴涂積分球、發(fā)泡積分球、鍍金積分球等等。積分球又稱為光通球，光度球，是一個(gè)中空的完整的內(nèi)壁涂有白色漫反射材料的開腔球體，球殼內(nèi)壁上開有幾個(gè)窗孔，用于進(jìn)光孔和安放光接收器等。積分球內(nèi)壁上涂有漫反射材料，也就是漫反射材料接近于1的材料，使得球內(nèi)壁可見光的光譜范圍內(nèi)的光譜反射比都在99%以上。光測(cè)量Helios標(biāo)準(zhǔn)光源模塊化設(shè)計(jì)
