積分球，又稱積分儀，是一種用于測(cè)量物體力學(xué)性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)儀器。它由一個(gè)固定在球軸上的球體和一個(gè)與球相連的臂組成，臂上通常安裝有傳感器用于測(cè)量力的大小。當(dāng)物體施加在積分球上的力矩通過(guò)球軸傳遞給傳感器時(shí)，傳感器可以測(cè)量出力的大小。根據(jù)測(cè)得的力矩和角位移，可以計(jì)算出物體施加在積分球上的力。總而言之，積分球是一種能夠測(cè)量物體施加在它上面的力矩的實(shí)驗(yàn)儀器，可以應(yīng)用于力學(xué)實(shí)驗(yàn)、力矩傳感、姿態(tài)感知和動(dòng)態(tài)平衡等領(lǐng)域。利用積分球，可以求解球體內(nèi)部的溫度場(chǎng)、流場(chǎng)等物理量分布。光學(xué)Helios標(biāo)準(zhǔn)光源測(cè)試方法

什么時(shí)候選用積分球：通常，當(dāng)光被發(fā)射、反射或透射時(shí)，人們想要捕捉到盡可能多的光，就會(huì)使用積分球。對(duì)于漫反射，透射率和散射測(cè)量光譜(如濁度)，積分球是非常好的選擇。積分球也用于測(cè)量總光通量和總光譜輻射。什么時(shí)候選用積分球而不是光譜儀或功率計(jì)：Labsphere銷售和應(yīng)用工程副總裁Chris Durell解釋說(shuō)，與傳統(tǒng)的功率計(jì)相比，積分球具有幾個(gè)主要優(yōu)勢(shì)。“頭一種是單獨(dú)于空間和角度信息的均勻響應(yīng)。球體不關(guān)心光源的角度輪廓和空間分布，只關(guān)心輸入功率。”這對(duì)于有角發(fā)散的二極管或光纖的測(cè)量很有用，因?yàn)榻前l(fā)散會(huì)影響功率測(cè)量的質(zhì)量。VIS-NIR光源輻射定標(biāo)無(wú)人駕駛積分球內(nèi)光源的均勻性對(duì)于實(shí)驗(yàn)結(jié)果至關(guān)重要。

積分球看起來(lái)很簡(jiǎn)單，該光學(xué)設(shè)備包括一個(gè)中空的球形腔體，內(nèi)部涂有特殊的高反射朗伯涂層，用于均勻散射和漫射入射光。積分球設(shè)有入口和出口。通過(guò)變換積分球的配置，如光源、配件、開(kāi)口等可實(shí)現(xiàn)不同的應(yīng)用。積分球工作原理：積分球類似于擴(kuò)散器，保留更多的光線信息，包括光的顏色、強(qiáng)度等，忽略了空間信息（無(wú)法告訴我們?cè)谇蝮w表面的不同位置上光的強(qiáng)度是如何分布的）。積分球的內(nèi)表面是高朗伯特性漫反射材料，這種材料能夠?qū)⑷肷涞墓饩€以相同的強(qiáng)度反射到各個(gè)方向，從而使得光線在球內(nèi)經(jīng)過(guò)多次反射和散射后，能夠均勻地分布，減少光線原始方向的影響。

反射率和透射率，積分球的較大用途是測(cè)量漫射或散射材料的反射率和透射率。該測(cè)量方法簡(jiǎn)單，可定量表征材料（如薄膜，建筑玻璃，混濁液體）。在反射率測(cè)量中，樣品和參考材料安裝在樣品端口的外部。積分球用于收集和集成總反射輻射度，為擋板探測(cè)器提供信號(hào)。在透射率測(cè)量中，安裝在積分球壁上的樣品由球體外的光源照射。然后，樣品接收到的輻射度被部分反射、部分透射和部分吸收。積分球收集并集成透射組件，向擋板探測(cè)器提供信號(hào)。積分球在工程領(lǐng)域，如流體力學(xué)、熱傳導(dǎo)等領(lǐng)域，發(fā)揮著重要作用。

積分球是一個(gè)內(nèi)壁涂有白色漫反射材料的空腔球體，又稱光度球，光通球等。 球壁上開(kāi)一個(gè)或幾個(gè)窗孔，用作進(jìn)光孔和放置光接收器件的接收孔。積分球的內(nèi)壁應(yīng)是良好的球面，通常要求它相對(duì)于理想球面的偏差應(yīng)不大于內(nèi)徑的0.2%。球內(nèi)壁上涂以理想的漫反射材料，也就是漫反射系數(shù)接近于1的材料。常用的材料是氧化鎂或硫酸鋇，將它和膠質(zhì)粘合劑混合均勻后，噴涂在內(nèi)壁上。氧化鎂涂層在可見(jiàn)光譜范圍內(nèi)的光譜反射比都在99%以上，這樣，進(jìn)入積分球的光經(jīng)過(guò)內(nèi)壁涂層多次反射，在內(nèi)壁上形成均勻照度。積分球的內(nèi)壁材料能夠?qū)⒐饩€均勻地反射到球內(nèi)各個(gè)方向，實(shí)現(xiàn)光的均勻分布。QE輻射定標(biāo)UV波段

積分球的應(yīng)用，為光學(xué)測(cè)量領(lǐng)域帶來(lái)了更高的測(cè)量精度。光學(xué)Helios標(biāo)準(zhǔn)光源測(cè)試方法

需要注意的是，積分球的靈敏度相對(duì)于傳統(tǒng)的功率計(jì)要低一些。這可能會(huì)成為積分球的一個(gè)潛在缺點(diǎn)，因?yàn)檩^低的靈敏度可能會(huì)影響其對(duì)低功率光源的測(cè)量準(zhǔn)確性。此外，根據(jù)NIST可追溯的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行校準(zhǔn)也是優(yōu)化積分球測(cè)量性能的重要步驟。通過(guò)校準(zhǔn)，可以確保積分球的衰減特性和測(cè)量結(jié)果具有可比較性和可重復(fù)性，從而提高測(cè)量的準(zhǔn)確性和可靠性。積分球的應(yīng)用：積分球被普遍應(yīng)用于照明光源和激光器的光功率測(cè)量，以及發(fā)光二極管(led)的光譜和光譜功率密度測(cè)量。也用于測(cè)量樣品的反射率和透射率。此外積分球還可以用來(lái)產(chǎn)生均勻的光場(chǎng)來(lái)校準(zhǔn)遙感相機(jī)。光學(xué)Helios標(biāo)準(zhǔn)光源測(cè)試方法