积分球传感器

积分球的基本工作原理：光线由输入孔入射后，在积分球内部被均匀地反射及漫射，并在球面上形成均匀的光强分布，输出孔所得到的光线为非常均匀的漫射光束。而且入射光的入射角度、空间分布、以及极性都不会对输出的光束强度和均匀度造成影响。同时因为光线经过积分球内部的均匀分布后才射出，因此积分球也可当作一个光强衰减器，输出强度与输入强度比大约为：光输出孔面积/积分球内部的表面积。对于积分球内壁上的辐亮度必须考虑多次反射与开口处通量损失。若以传播距离不同偏轴半径光强度与同距离时轴心点所接收的光强度的比值表示纵坐标，以光积分球出口的垂直距离为横坐标。可以看出积分球出射的光斑随着距离的增加而均匀，首先是偏轴半径的光强与中心光强相差的增大，然后随着距离越来越大，光斑又趋于均匀。积分球的内壁应是良好的球面，通常要求它相对于理想球面的偏差应不大于内径的0.2%。积分球传感器

激光功率测量，积分球很容易捕获或者集成近准直光源例如激光光束或者高度分散的光源（例如激光二极管或VCSEL）。由于积分球独特几何结构，激光束功率测量不受激光束偏振及校准的影响。在不影响探测器信号的情况下，该系统可使用开放端口，或可安装激光二极管模块或缩孔器的光纤适配器。 (图5)。可以添加额外的端口来执行并行光谱表征，使其成为可靠的激光二极管寿命测试的理想设备。成像和非成像校准用均匀光源，积分球是一种近乎完美的创造均匀光源的方法。辐射度是离开光源或辐射面的每个立体角的通量密度。辐照度是落在表面上的通量密度，在表面的平面上测量。积分球光源的输出孔径在设计正确的情况下，可以产生接近完美的多光谱漫射光源和朗伯光源，与视角无关(图6)。积分球传感器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。

积分球的作用是对辐射通量进行空间积分。针对特定应用，定制设计积分球时，了解积分球的工作原理非常重要。积分球理论是研究漫射表面内的辐射交换原理的一种理论方法。尽管积分球理论的基础理论可能看起来复杂，但实际上有许多简便易行的方法和技巧可以帮助您理解和学习。这个概念可以简述为：积分球表面两个区域之间的辐射度交换与视角和表面之间的距离无关，即积分球壁上任何一点接收到的通量的比例对于积分球壁上任何其他辐射点都是相同的。

积分球配置的选择：除了考虑积分球尺寸、内部漫反射涂层以外，积分球配置也是选配积分球系统的关键且*具挑战的参数之一。积分球开口数目和探测器开口数目多少？例如有的积分球设有18个开口端。是否内部配置挡板，如果需要，挡板尺寸多大？挡板防止直接光源的光饱和或损坏探测器，必须尽可能小，以减少阴影。在高发散激光二极管测量中，可以消除挡板，并且探测器移动到靠近入口端口的位置，以消除头一个光热点，并较大限度地减少饱和或损坏光电二极管的可能性。在光电测试中，积分球确保了光源的稳定性和均匀性。

积分球基本释义integrating sphere，具有高反射性内表面的空心球体。用来对处于球内或放在球外并靠近某个窗口处的试样对光的散射或发射进行收集的一种高效率器件。球上的小窗口可以让光进入并与检测器靠得较近。积分球又称为光通球，是一个中空的完整球壳。内壁涂白色漫反射层，且球内壁各点漫射均匀。光源S在球壁上任意一点B上产生的光照度是由多次反射光产生的光照度叠加而成的。积分球的涂层，积分球内壁涂层反射率ρ(λ)和积分球等效透过率τ(λ)是积分球较重要的质量指标。反射率：在给定方向照射下，物体反射到球空间的辐射通量与入射物体表面辐射通量之比。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。积分球传感器

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。积分球传感器

需要注意的是，积分球的灵敏度相对于传统的功率计要低一些。这可能会成为积分球的一个潜在缺点，因为较低的灵敏度可能会影响其对低功率光源的测量准确性。此外，根据NIST可追溯的标准进行校准也是优化积分球测量性能的重要步骤。通过校准，可以确保积分球的衰减特性和测量结果具有可比较性和可重复性，从而提高测量的准确性和可靠性。积分球的应用：积分球被普遍应用于照明光源和激光器的光功率测量，以及发光二极管(led)的光谱和光谱功率密度测量。也用于测量样品的反射率和透射率。此外积分球还可以用来产生均匀的光场来校准遥感相机。积分球传感器