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。辐射定标标准光源
“另一方面，”Durell说，“如果你想要光束轮廓和角度信息，那么就使用光束轮廓仪或角度计。根据定义，积分球通常会抹去这些空间信息。”积分球的第二个主要优点是它的衰减特性。具体来说，积分球可以被视为一个均匀衰减器，这意味着它能够将入射的光线以相同的比例进行衰减或减弱。这种特性使得积分球在功率测量方面具有一些优势。首先，传统的功率计可能会被光源的功率水平损坏，而积分球则可以避免这种情况，因为它对所有光线进行均匀衰减，不会对任何特定光线产生过大的压力。便携式均匀光源多光谱积分球的形状通常是球形，但也可以根据需要制成其他形状，如椭球形。
积分球球体倍增因子对表面反射率极为敏感。选择漫反射涂层或材料会对给定设计的辐射度产生很大影响（如图3所示）。所示的两种涂层都具有高反射率，在350至1350 nm范围内的反射率超过95%。因此，对于相同的积分球，人们可能预期不会有明显的辐射度增加。然而，辐射度的相对增加大于反射率的相对增加，其系数等于球体倍增因子。虽然其中一种涂层在一定波长范围内比另一种提供2%到15%的反射率增加，但相同的积分球设计将导致辐射度增加40%至240%。较大的增加发生在1400纳米以上的近红外光谱区域。
积分球在实验研究中有普遍的用途。其中一些应用包括:力学实验:积分球可以用于测量物体施加在它上面的力矩，用于研究物体的力学性质，如力的大小、方向和作用点等。力矩传感器:积分球所配备的传感器可以用于测量力矩，比如在机械工程中用于测量旋转部件的扭矩。姿态感知:积分球可以用于测量物体在空间中的姿态，如角位移和角速度等。这在航空航天、机器人和导航等领域中有着重要的应用。动态平衡:利用积分球的力矩测量功能，可以对旋转设备进行动态平衡，以提高其工作稳定性。积分球的使用，极大地提高了光学测量的效率和准确性。
积分球是一种光学器件，其内部涂有漫反射材料，能够使入射的光线在球内壁发生多次漫反射，从而得到均匀的照明。积分球有多种用途，主要包括以下几个方面：光源光通量、色温、光效等参数的测量：积分球可用于测试光源的光通量、色温、光效等参数。其基本原理是光通过采样口被积分球收集，在积分球内部经过多次反射后非常均匀地散射在积分球内部。使用积分球来测量光通量时，可使得测量结果更为可靠，积分球可降低并除去由光线地形状、发散角度、及探测器上不同位置地响应度差异所造成地测量误差。反射率和透射率的测量：积分球可用于测量物体的反射率和透射率。通过将待测物体放置在积分球的出光口处，可以测量出该物体的反射光和透射光的比例，从而得到其反射率和透射率。色度测量：积分球可用于测量物体的颜色。通过测量待测物体在各种波长下的反射光的强度，可以得出该物体的颜色特性。均匀照明：积分球也可用作均匀照明器，为需要均匀照明的场所提供照明。积分球内部光路的优化，提高了光线的利用率。Spectra-PT亮度可调均匀光源传感器
积分球作为光学测量工具，广泛应用于光源均匀性检测。辐射定标标准光源
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。总之，积分球的典型应用涵盖了光度测量、颜色测量、环境光学测量、光学材料测试、医学光学测试等领域，为科学研究、工业生产和医学诊断提供了有力的支持。辐射定标标准光源
