Dimension Labs拥有多种核心技术，常年致力于研发和生产各种光电检测设备。光学积分球产品在科学研究和工业检测中是必不可少的仪器，维度光电可提供通用标准型积分球、积分球均匀光源、激光功率积分球、透射反射积分球等多种类型积分球产品。该系列产品可用于光辐射测量、仪器校准、激光功率测量、透射/反射率测量等，在消费电子、无人驾驶、车载、机器视觉、照明、激光等领域承担关键角色，帮助用户实现科研项目，提升产品性能。

       维度积分球系列产品采用高质量的材料制作，确保其长时间稳定运行并不易受损，不仅具有高性能和可靠性，还具有精美的外观和便捷的操作方式，可以轻松地与其他设备配合使用。

优势特点：

• 多种标准化产品与解决方案

• 灵活选择尺寸、开口及涂料

• 不同光源类型，输出性能稳定

• 丰富的光学配件自由选择

• 定制化服务满足各种测量需求

维度光电可提供通用标准型积分球、积分球均匀光源、激光功率积分球、透射反射积分球等多种类型积分球产品。根据具体需求以及不同应用场景，用户可选择对应的积分球产品或解决方案。

积分球

一、描述

       积分球是一个内部涂有漫反射材料空心球体，外面一般是金属结构，开有几个小孔，对于积分球涂料国内有MgO、BaSO₄、PTFE，国外有Spectraflect、 Spectralon、Duraflect、Infragold。球上所开小孔一般作为入射光孔、安装探测器、光源等用，配件有缩孔器、堵口器、准直镜头、探测器、光纤适配器、支架底座等。常见的应用包括相机校准、激光功率光谱测量、透光率光谱测量、反射率光谱测量、光谱辐射测量等。

二、分类

       根据不同的应用场景，积分球分为不同类别，目前维度积分球系列产品分为：

标准通用型积分球：可以配置光源、PD探测器、滤光片、缩孔器、光纤接口件、准直镜头组等光学组件，满足激光功率测量、透射率测量、反射率测量、光谱辐射校准等各种光学领域的应用。

积分球均匀光源：广泛应用于平板显示检测相机校正、大视场相机校正、各类车载摄像头校正、红外相机校正、成像式亮度计/色度计校正、手机等各类消费电子摄像头和环境光传感器校正等。

激光功率积分球：应用于VCSEL、激光功率测量、激光和激光二极管输出特性检测、光学探测平台、高功率红外激光测量、水冷激光功率测量、CO2激光和Nd:YAG激光输出特性测量、高功率激光二极管阵列等领域。

透射反射积分球：可以用于光学材料镜头的光学透过率测量，适合于手机屏、显示屏、玻璃镜片、胶水、油墨、镀膜镜片等光谱透射测量，也可以用于带角度入射样品反射测量。

光谱辐射积分球：应用于光谱辐射测量，搭配光谱仪可以实现LED光通量、色坐标、光亮度、光照度、峰值波长、FWHM等光度学参数测量。

三、工作原理

       如下图所示，光线由输入孔入射后，光线在此球内部被均匀的反射及漫射，因此输出孔所得到的光线为相当均匀的漫射光束。而且入射光的入射角度、空间分布及极化都不会对输出的光束强度及均匀度造成影响。积分球也可当作光强度衰减器，输出强度与输入强度比约为：光输出孔的面积/积分球内部的表面积。

四、涂料

       涂料是评价积分球好坏最主要的因素之一，国内的涂料有氧化镁（MgO）、硫酸钡（BaSO₄）聚四氟乙烯（PTFE），PTFE相比于MgO、BaSO₄具有以下优点：

(1)在0.2-2.5微米波长范围内，光谱反射比都高于MgO和BaSO₄；

(2)反射比中性好；

(3)涂层粘性好，不易破裂与起皱，灰尘可以用清洁的毛刷清除，不会损伤涂层；

(4)不怕潮湿，暴露在紫外光下也不会变黄。

       国外的涂料有Spectraflect、Spectralon、Duraflect和Infragold，分别具备以下特点：

(1)Spectraflect：经济实用型，在可见光光谱内具有很高的反射率；

(2)Spectralon：高反射率、宽光谱范围；

(3)Duraflect：防水、防潮、耐腐蚀型；

(4)Infragold：近、中、远红外波段适用。

五、选型

（1）根据积分球功能类型选择

• 积分球均匀光源：创造均匀光源

• 激光功率积分球：激光功率光谱测量

• 透射反射积分球：透过率光谱测量、反射率光谱测量

• 光谱辐射积分球：光谱辐射测量

（2）根据漫反射层的涂料进行选择

       漫射层一般有氧化镁、硫酸钡、聚四氟乙烯这几种，按反射率高低排序为四氟乙烯＞硫酸钡＞氧化镁。

（3） 根据尺寸大小选择

       一般积分球的总开口尺寸不能超过积分球直径的三分之一。通常，随着球体直径的增大，球体的“集成”特性提高，端口尺寸可以更大，并且可以容纳更高的输入功率。

六、配件

       积分球在实际应用中通常需要搭配很多配件才能完成相关测试项目，这些配件一般包括：光源、探测器、辐射计、光度计、开口缩孔器、光纤转接器、滤光片、滤光片适配器、余弦扩散器组件、准直镜头组件、安装支杆和底座组件、开口适配器等。

七、注意事项

(1)严格按照产品使用说明进行操作。

(2)仪器不用时，请断开电源。

(3)部分产品使用时温度较高，切勿直接触碰，以免烫伤。

(4)不应长时间测量强光源，否则会影响仪器的感光性能。

(5)部分精密测量产品需预热。

(6)务必保持球内清洁，并防湿防腐，勿用手或其它物体接触积分球球内壁涂层。

积分球原理

一、基本概念

光通量：

光源在单位时间内所发出的光量称为光源的光通量，单位为流明。

光出射度：

光源的光出射度为光源上每单位面积向半个空间（2π球面度）内发出的光通量，单位为。

光照度：

表面被照明程度的量称为光照度，它是每单位面积上受到的光通量数，单位为或。

对于受照后成为面光源的表面来说，其光出射度与光照度成正比。

式中称为漫反射率。

光亮度：

光源在某个方向的光亮度是光源在该方向上的单位投影面、在单位立体角中发射的光通量，单位为。

对于余弦辐射体，光亮度不随方向而改变，它和光出射度存在以下关系：

二、原理

       理想状态下，假定：（1）积分球的内表面为一完整的几何球面；（2）球内壁为中性各向同性漫反射面，且各处的反射比皆相等；（3）球内没有任何物体，球内的光源也看做只发光而没有实体的抽象光源。

如下图所示，球心为，半径为，球壁的漫反射率为，为光源，可放在球内任意位置，其光通量为。

       光源在球壁上任意一点上产生的光照度是由下列部分叠加而成：从直接照到点所产生的光照度，从射到球面其他部分再漫反射到点而产生的二次光照度，从球面一次漫反射的光线再经球面的第二次漫反射到点而产生的三次光照度……

    令在球内任意一点产生的光照度为，如果将点当成一个次级发光体，则点产生的光出度。由于球内壁是理想漫射层，因此点附近的光亮度为：

在点附近的微小面积上发出的一次漫射光在点产生的二次光照度为：

整个球面的一次漫射光在点产生的二次光照度为：

同理，可求出在球壁上的任意小面积上的二次漫射光在点产生的三次光照度为：

整个球面的二次漫反射光在点产生的三次光照度为：

依此类推，可以得到以后任意次的光照度。

在球面上任意一点的光照度为：

式中为光源直接照在点上产生的光照度。

如果在光源和点间放一挡屏，挡去直接射向点的光，则，因而在点的光照度为：

这样，通过测量球壁窗口上的光照度，就可求出灯的光通量。