当一束辐通量为Φ（λ）的光源经光孔进入内球半径为R的积分球内，经涂层多次漫反射后，形成均匀照明。设除投射面外，其余内壁任一点M处的总照度E（λ）可用下表示：式中：E（λ）为M点的总光谱幅照度；ρw（λ）为积分球内壁的光谱反射比；Φ（λ）为进入进入积分球的光谱辐通量；R为积分球内球半径；f为积分球开口球面面积与积分球总的内反射表面积之比。式中，当一束辐通量进入理想积分球后，除投射面外，球内表面任意点的照度（包括球壁开口处球面上的照度）只是球的几何尺寸、涂层的漫反射比、进入球的辐通量的函数，而与位置无关。积分球内部涂层老化会导致反射率下降，需定期更换或重新喷涂。D75 光源太阳光模拟器光谱测试仪
以下是积分球的工作原理：光线进入积分球：当光线进入积分球时，它将在球的内表面上进行反射。由于积分球的内表面是高反射材料，所以大部分光线将被反射，而不会逃逸出球体。光线在积分球内反射和混合在积分球内，光线经过多次反射和混合，形成均匀的光照分布。这种均匀分布的光照是积分球的重要特点，使得测量结果更加准确和可靠。光通量、色温和光谱分布的测量：测量仪器通过开口接收光线，并记录光通量、色温和光谱分布等参数。通过这种方式，积分球可以提供准确的光学测量结果。太阳光模拟Helios标准光源模块化设计积分球技术不断融合新的光学理论，推动测试方法的创新。
实验室常用的积分球通常由铸铁制成，内壁涂有一层白色的粗糙涂层，主要成分是硫酸钡，这种涂层能够有效地产生漫反射，确保球面光强均匀。球壁上设有专门用于安装探头的开孔，这些探头与外置的高精度快速光谱辐射计相连。较新的实验室积分球还配备了光学探头，具备测量采样功能。此外，为确保测量的准确性，光源与探头之间会安装一块与球内壁涂层相同的挡板。球体内还设有用于安装灯管和灯座的支架，而光源的供电则由外部的交流稳压电源提供，同时配合功率计对电参数进行实时监控。
积分球在分光色差仪中的作用：在分光色差仪中，积分球的作用非常重要。首先，它可以消除光源本身原因造成的出射光线不均匀或者带有偏振方向。由于积分球的内部具有很多颗粒，因此可以将各个波长的光分开。其次，积分球可以确保待测光源射入分光测色仪的角度相同。在更高级的分光色差仪中，积分球与分光器搭配使用，将积分球输出的孔衔接与分光器的入射光栅前，以确保待测光源射入分光测色仪的角度相同，使测里精度再现性大幅提高。在积分球测试中，光源的放置位置对结果有一定影响，需严格遵循规范。
朗伯体入口的等效性：无论入射光以何种角度、形状或位置射入球体（只要在端口内），初次撞击球壁后都会被漫射。经过初次漫反射后，其对球内光场的贡献等效于一个位于入口处的朗伯光源。这较大程度上降低了对入射光束本身的均匀性和准直性的要求。空间均匀性的重要意义：反射率测量的准确性：样品均匀照明： 样品表面被球内均匀辐照的光场照明。无论样品表面的微观结构如何（光滑、粗糙、有纹理、轻微弯曲），只要其尺寸相对于球体足够小，它接收到的照明条件是相同且均匀的。这消除了因照明不均带来的测量误差，使得测量结果更能表示材料的整体反射特性。积分球对于评估光源的显色指数、色品坐标等色彩相关参数尤为有效。Spectra-PT亮度可调辐射定标应用
积分球可用于测量光纤输出的光通量，评估光纤传输效率。D75 光源太阳光模拟器光谱测试仪
自《墨经》开始，公元11世纪阿拉伯人伊本·海赛木发明透镜；公元1590年到17世纪初，詹森和李普希同时单独地发明显微镜；一直到17世纪上半叶，才由斯涅耳和笛卡儿将光的反射和折射的观察结果，归结为这里大家所惯用的反射定律和折射定律。积分球的尺寸选择：积分球的尺寸可以根据实际需求进行选择，包括直径和高度。通常根据光源的大小和测量需求来选择合适的直径和高度。例如，对于较大的光源或需要较大的测量范围，可以选择较大的积分球尺寸。D75 光源太阳光模拟器光谱测试仪
