積分球的作用是對輻射通量進行空間積分。針對特定應用，定制設計積分球時，了解積分球的工作原理非常重要。積分球理論是研究漫射表面內(nèi)的輻射交換原理的一種理論方法。盡管積分球理論的基礎理論可能看起來復雜，但實際上有許多簡便易行的方法和技巧可以幫助您理解和學習。這個概念可以簡述為：積分球表面兩個區(qū)域之間的輻射度交換與視角和表面之間的距離無關(guān)，即積分球壁上任何一點接收到的通量的比例對于積分球壁上任何其他輻射點都是相同的。積分球又稱為光通球，是一個中空的完整球殼。高動態(tài)范圍均勻光源校準光源

“另一方面，”Durell說，“如果你想要光束輪廓和角度信息，那么就使用光束輪廓儀或角度計。根據(jù)定義，積分球通常會抹去這些空間信息。”積分球的第二個主要優(yōu)點是它的衰減特性。具體來說，積分球可以被視為一個均勻衰減器，這意味著它能夠?qū)⑷肷涞墓饩€以相同的比例進行衰減或減弱。這種特性使得積分球在功率測量方面具有一些優(yōu)勢。首先，傳統(tǒng)的功率計可能會被光源的功率水平損壞，而積分球則可以避免這種情況，因為它對所有光線進行均勻衰減，不會對任何特定光線產(chǎn)生過大的壓力。VIS-NIR光譜輻射定標高光譜成像積分球內(nèi)部光路的優(yōu)化，提高了光線的利用率。

在光學領(lǐng)域，積分球堪稱神奇的存在。看似普通的球體，卻隱藏著無窮的奧秘。它的名字就預示著它的神奇功能——將光線“積分”起來。那么，這個神奇的積分球究竟是如何做到的呢？想象一下光線進入積分球后的情景，就像進入了一個迷宮。光線在積分球內(nèi)壁不斷反射，經(jīng)過精密的設計和計算，確保光線在多次反射后均勻地散布在球體內(nèi)。無論從哪個角度觀察，都能得到一致的光強分布。這就像小時候玩的彈珠游戲，彈珠在平滑的球體內(nèi)滾動，不斷反射，較終分散到各個角落。光線在積分球內(nèi)的行為與之類似，經(jīng)過不斷的反射和折射，達到均勻分布的效果。

激光功率測量，積分球很容易捕獲或者集成近準直光源例如激光光束或者高度分散的光源（例如激光二極管或VCSEL）。由于積分球獨特幾何結(jié)構(gòu)，激光束功率測量不受激光束偏振及校準的影響。在不影響探測器信號的情況下，該系統(tǒng)可使用開放端口，或可安裝激光二極管模塊或縮孔器的光纖適配器。 (圖5)。可以添加額外的端口來執(zhí)行并行光譜表征，使其成為可靠的激光二極管壽命測試的理想設備。成像和非成像校準用均勻光源，積分球是一種近乎完美的創(chuàng)造均勻光源的方法。輻射度是離開光源或輻射面的每個立體角的通量密度。輻照度是落在表面上的通量密度，在表面的平面上測量。積分球光源的輸出孔徑在設計正確的情況下，可以產(chǎn)生接近完美的多光譜漫射光源和朗伯光源，與視角無關(guān)(圖6)。通過積分球，可以計算地球表面到地心的溫度分布，為地質(zhì)學研究提供依據(jù)。

需要注意的是，積分球的靈敏度相對于傳統(tǒng)的功率計要低一些。這可能會成為積分球的一個潛在缺點，因為較低的靈敏度可能會影響其對低功率光源的測量準確性。此外，根據(jù)NIST可追溯的標準進行校準也是優(yōu)化積分球測量性能的重要步驟。通過校準，可以確保積分球的衰減特性和測量結(jié)果具有可比較性和可重復性，從而提高測量的準確性和可靠性。積分球的應用：積分球被普遍應用于照明光源和激光器的光功率測量，以及發(fā)光二極管(led)的光譜和光譜功率密度測量。也用于測量樣品的反射率和透射率。此外積分球還可以用來產(chǎn)生均勻的光場來校準遙感相機。積分球在藝術(shù)領(lǐng)域，如雕塑、建筑設計中，也具有極高的價值。試驗輻射定標單色光源

積分球內(nèi)壁涂層反射率ρ(λ)和積分球等效透過率τ(λ)是積分球較重要的質(zhì)量指標。高動態(tài)范圍均勻光源校準光源

積分球球體倍增因子對表面反射率極為敏感。選擇漫反射涂層或材料會對給定設計的輻射度產(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95%。因此，對于相同的積分球，人們可能預期不會有明顯的輻射度增加。然而，輻射度的相對增加大于反射率的相對增加，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，但相同的積分球設計將導致輻射度增加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。高動態(tài)范圍均勻光源校準光源