积分球原理

积分球根据应用可分为四个基本类别:均匀光源、灯具或光源测量、反射率和透射率测量以及激光功率测量。确实，每个应用类别都有其特定的需求和挑战，需要我们以细微的方式调整和优化积分球以提供较佳的性能。积分球在许多领域都有普遍的应用，其中较常见的两种应用是作为测量灯具总通量的测量工具和作为校准其他仪器的均匀光源。在这些应用中，积分球的用途特别普遍，能够集成来自狭窄准直光束的光源，如激光，或来自全向光源，如白炽灯泡或荧光灯。积分球是一个内壁涂有白色漫反射材料的空腔球体，又称光度球，光通球等。积分球原理

测量与光束空间性质无关的光功率的积分球。常用的积分球结构测色仪有 d/8结构和 d/0结构。d/8结构色度仪有两种测量模式 SCI和 SCE;(详见此处)，利用 SCI进行颜色测量可以有效地消除物体表面纹理对颜色测量的影响，从而获得物体的真实色彩特征。除了测量的目的，积分球还可以均匀照射一个装置。这在测试数字成像装置时非常重要（例如CCD阵列）。理想情况下，在积分球内表面的涂层在需要的波长范围内都具有很高的反射率，并且反射为漫反射。如果积分球和小端口处的光学损耗很小，多次反射会导致在积分球内部具有很高的光强，从而具有很高的光学效率，即使积分球比光源和探测器的尺寸都大。光测量均匀光源模块化设计积分球作为光源积分器，在光学测量领域发挥着不可或缺的作用。

积分球的典型应用，积分球由于其测量精度高、操作简便等特点，被普遍应用于以下领域:1 导航系统，积分球可以用于惯性导航系统，通过测量旋转角速度和球在三个轴向上的加速度，确定导航器的方向和位置。2航天器姿态控制，积分球在航天器姿态控制中起到了重要作用。通过测量航天器的旋转角速度和加速度，控制航天器的运动，保持良好的姿态。3机器人定位与导航，积分球可以用于机器人的定位与导航。通过测量机器人的旋转角速度和加速度，确定机器人的位置和运动轨迹，实现精确定位和导航功能。

积分球（Integrating sphere）又称为光通球、光度球，是一个中空的完整球壳。积分球多由金属资料制成，内壁涂白色高漫反射层（通常是氧化镁或硫酸钡），且球内壁各点漫射均匀。也有积分球采用高反射高分子资料制成，例如Spectralon资料。光源在球壁上任意一点上发生的光照度是由屡次反射光发生的光照度叠加而成的。这样，进入积分球的光经过内壁涂层屡次反射，在内壁上构成均匀照度。积分球常用于测验光源的光通量、色温、光效等参数，也可用于丈量物体的反射率和透过率等。积分球与计算机图形学结合，为三维建模、渲染等提供技术支持。

积分球的基本性能很容易理解，并构成了其多功能性的基础。简单地说，积分球作为光收集器，收集的光可成为照明的光源，或者被采样用于光测量。作为辐射计或光度计的一部分，积分球可以直接测量来自灯、led或激光的辐射通量密度。积分球性能不断完善，其性能与组件和设计规格质量息息相关。一般而言，光学扩散片在小心使用下，可降低测量时因探测器上的入射光源不均匀分布或光束偏移所造成的微小误差，因此可以提高测量的准确性。但是在精密的测量时，就必须使用积分球作为光学扩散器使得上述的误差较小。积分球常用于光度测量，可以通过测量球内的光强来确定光源的亮度。Spectra-UT 超可调光谱Helios标准光源厂商

积分球的使用，极大地提高了光学测量的效率和准确性。积分球原理

什么时候选用积分球：通常，当光被发射、反射或透射时，人们想要捕捉到尽可能多的光，就会使用积分球。对于漫反射，透射率和散射测量光谱(如浊度)，积分球是非常好的选择。积分球也用于测量总光通量和总光谱辐射。什么时候选用积分球而不是光谱仪或功率计：Labsphere销售和应用工程副总裁Chris Durell解释说，与传统的功率计相比，积分球具有几个主要优势。“头一种是单独于空间和角度信息的均匀响应。球体不关心光源的角度轮廓和空间分布，只关心输入功率。”这对于有角发散的二极管或光纤的测量很有用，因为角发散会影响功率测量的质量。积分球原理