大多數(shù)球體由輕質(zhì)鋁制成，但也有使用其他材料，如鋼、塑料和玻璃纖維。“很難使球體在物理上均勻，而這是產(chǎn)生均勻的光分布的關(guān)鍵，”佛羅里達(dá)州奧蘭多市光電子實(shí)驗(yàn)室的亞歷克斯·方說。鋁也是連接兩半或四分之一球體并管理密封/接縫*簡單的材料。“人們?cè)鴩L試過只粉刷一個(gè)大房間作為積分球，但鋁是迄今為止非常好的材料。此外，明確您要測(cè)量單位(功率W，輻照度W/m2，或光通量流明)，以及積分球的幾何形狀，無論是全積分球4π立體角還是半積分球2π(見圖3)?！耙粋€(gè)完整的積分球可以測(cè)量所有方向發(fā)射的設(shè)備(4π立體角)，也可以測(cè)量只向前發(fā)射的設(shè)備(2π)，”Weitzman說。“半積分球通常只用于2π測(cè)量。”積分球內(nèi)部的涂層材料對(duì)光線的反射率有明顯影響。光學(xué)太陽光模擬器作用
積分球在實(shí)驗(yàn)研究中有普遍的用途。其中一些應(yīng)用包括:力學(xué)實(shí)驗(yàn):積分球可以用于測(cè)量物體施加在它上面的力矩，用于研究物體的力學(xué)性質(zhì)，如力的大小、方向和作用點(diǎn)等。力矩傳感器:積分球所配備的傳感器可以用于測(cè)量力矩，比如在機(jī)械工程中用于測(cè)量旋轉(zhuǎn)部件的扭矩。姿態(tài)感知:積分球可以用于測(cè)量物體在空間中的姿態(tài)，如角位移和角速度等。這在航空航天、機(jī)器人和導(dǎo)航等領(lǐng)域中有著重要的應(yīng)用。動(dòng)態(tài)平衡:利用積分球的力矩測(cè)量功能，可以對(duì)旋轉(zhuǎn)設(shè)備進(jìn)行動(dòng)態(tài)平衡，以提高其工作穩(wěn)定性。低亮度輻射定標(biāo)校準(zhǔn)光源積分球的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，為光學(xué)測(cè)量提供了更多可能性。
將待測(cè)樣品置于球壁或球心，把光束引入球內(nèi)，并依次照射樣品和球內(nèi)壁的高漫反射涂層（或已知反射比的標(biāo)準(zhǔn)反射體），從樣品及球內(nèi)壁反射的光束，經(jīng)球內(nèi)多次反射后，在球壁產(chǎn)生的輻射照度與樣品及球內(nèi)初次被照面的反射比有關(guān)。在球內(nèi)壁另一位置的探測(cè)器將分別產(chǎn)生兩個(gè)輸出信號(hào)，其比值即為樣品反射比的一定測(cè)量。若用標(biāo)準(zhǔn)反射體，則探測(cè)器的兩個(gè)輸出信號(hào)比就是樣品與標(biāo)準(zhǔn)反射體的反射比之比值，因此給出反射比的相對(duì)測(cè)量。將待測(cè)樣品置于球壁或球心，把光束引入球內(nèi)（或在入射孔處放一漫透射體），并在入射孔與樣品之間用擋板屏蔽。進(jìn)入球內(nèi)的光束經(jīng)多次反射后，使球壁成為一個(gè)理想的漫射光源。將探測(cè)器一次對(duì)準(zhǔn)樣品和球壁某部位測(cè)量，其比值就是樣品的反射比。
積分球經(jīng)常被用來檢測(cè)光源的光通量、色溫、光效等參數(shù)，還可以測(cè)量反射率、透光率等。積分球是一個(gè)空心球，具有漫反射的內(nèi)表面，通常具有兩個(gè)或多個(gè)小開口來引入光或者鏈接光電探測(cè)器，還有一些擋板來阻止光源直接照射到探測(cè)器上。這種結(jié)構(gòu)會(huì)使光進(jìn)入探測(cè)器前發(fā)生多次漫反射，因此到達(dá)探測(cè)器的光通量非常均勻，幾乎由于光在空間或者偏振的特性無關(guān)：探測(cè)光功率只與總的入射光功率有關(guān)。這樣可以測(cè)量激光二極管總的輸出功率，即使在光束發(fā)散角很大的情況下。積分球內(nèi)的光源經(jīng)過處理，可以模擬不同的光照條件。
燈具和LED光譜通量測(cè)量，積分球較傳統(tǒng)的應(yīng)用是測(cè)量燈具的總光通量。這項(xiàng)技術(shù)起源于20世紀(jì)初，作為對(duì)比不同類型燈具輸出光通量較簡單快速的方法。這里，積分球光譜分析儀常用于測(cè)量LED、通用照明、工程照明、便攜式燈具產(chǎn)品等的電學(xué)和光度性能。這些應(yīng)用積分球直徑可以小至5厘米，大至3米或更大（例如圖4）。采用積分球可以更有效地測(cè)量任何尺寸或形狀的傳統(tǒng)和固態(tài)光源的總光譜通量和顏色。積分球配合光譜儀，可測(cè)試重要的光譜參數(shù)例如光譜通量、色度、相關(guān)色溫、CRI、TM-30、峰值波長和主波長等等（圖4b）。在量子力學(xué)中，積分球幫助描述粒子在球?qū)ΨQ勢(shì)能中的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。光學(xué)Helios標(biāo)準(zhǔn)光源測(cè)試范圍
積分球的光學(xué)性能直接影響到光學(xué)儀器的性能表現(xiàn)。光學(xué)太陽光模擬器作用
測(cè)量與光束空間性質(zhì)無關(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。光學(xué)太陽光模擬器作用
