积分球的作用

积分球在测量光通量上的使用最早可以追溯到1890年，并且现在已经成为一个多方面广泛使用的仪器。积分球可用于测试光源的光通量，色温，光效等参数，是辐射度、色度、光度测量中必不可少的仪器。

一般而言，光学扩散片在小心地使用状况下，可降低量测时因侦测器上之入射光源不均匀分布或光束稍微偏移所造成之些微误差，因而可提高量测之准确度;但是在更精密的量测时，您就必须使用积分球作为光学扩散器以使得上述之误差最小。

使用积分球来量测光通量(Lumen)时，可使得量测结果更为可靠;积分球可降低并除去因光线之形状、发散角度、及侦测器上不同位置之响应度差异所造成之量测误差。

积分球亦可与分光仪搭配，将积分球的光输出孔衔接于分光仪的入射光栅前，以确保待测光源射入分光仪的角度皆相同;使得量测的再现性大幅的提高。

1、光接收器

被测光经积分球上的小孔进入球内，在内壁上设置一个或两个光探测器，由光探测器输出的光电流与积分球内壁的照度成正比。这样就可以根据输出光电流的变化，得知进入积分球的光通量的变化。

2、均匀照亮的物面

在积分球内壁上与出光孔对称地均匀设置几个灯泡(通常有四个或六个)。由灯泡发出的光经内壁多次漫反射而形成一个均匀明亮的发光球面，该积分球用于照相物镜的渐晕系数和像面照度均匀性测量。

3、球形平行光管

带有准直物镜、灯泡、和黑、白塞子的积分球称为球形平行光管，它用于测量望远系数的杂光系数。积分球测量时，通过光电探测器分别测得黑体目标像和“白塞子”像的照度，也就是光电探测器分别测得的对应指示值，经过计算即可得到被测望远镜的杂光系数。因为，若望远镜对明亮天空中一个黑体目标的成像不是全黑的，则说明望远镜除对目标成像外，还有杂光射到像面上。

在使用积分球进行光通量测量过程中，与普通光源不同，LED光源的光通量测量在的测试准确性方面对设备提出了很大的挑战。

LED较普通光源通常具有较强的方向性:

该特性使得LED直射光在积分球表面的分布呈不均匀分布，该不均匀分布又直接导致不同LED的直接反射光相对探测器的反射特性不同。因为探测器口的位置及挡板的设置是固定的，而不同的反射分布直接表现为信号起伏。

在普通的测量系统中，不同的正向发散角的LED、同一LED不同的放置方向、同一方向不同位置等差异，即使光通量是一致，表现出来的测量值也表现出极大的差异性。根据验证结果，普通LED测量系统LED的放置方向对光通量测量结果的影响往往超过50%(同一LED在不同方向测量得到的最大信号和最小信号的差异)。

在测量不同LED不同发光角度时，由于在积分球内表面的分布差异使得直接反射的分布对探测器的影响也不同，从而直接影响到两者测量的准确性的差异。

LED测量系统通常使用卤钨灯作为标准光源：

使用的标准灯本身与LED无论实在外形上、发光的分布特性上还是光谱特性上都有较大的差异。因此二者的差异性必须进行必要的修正。

在某些条件下，低反射率材料会在某些条件下挡板的后部探测器处产生强烈的阴影效应。而导致测量不准确的正是直的反射光和阴影效应。另外较低的漫反射率对信号的衰减非常严重。由于光测量过程中，光在积分球内多次反射，每次反射都有一定的衰减，而反射率的高和低对光强的影响在多次反射后得以加强。以反射光在球内进行15次反射为例，如果两者的反射率相差5%，则信号的衰减可能会超过一倍以上。而实际上积分球内的反射率差别远远不止于此。

目前的LED测试系统还没有用于作为标准光源的标准LED，在积分球测量过程中，还是使用校准的稳定驱动的卤钨灯作为标准光源。由于标准灯的外形结构和待测LED的差别很大，LED支架对光有吸收效应，以及标准灯安装位置与LED安装位置的差别，这些是影响测量结果准确性的重要因素。