積分球測試系統可以方便地測量光源光通量和輻射功率，進而用于測試各種照明產品。

什么是積分球：
積分球又稱光通球，是具有高反射性內表面的空心球體，用來對處于球內或放在球外并靠近窗口處的試樣對光的散射或發射進行收集的一種高效率器件。積分球內壁涂有白色漫反射材料，也就是漫反射系數接近于1的材料，常用的材料是氧化鎂或者硫酸鋇，一般與膠質粘結劑混合均勻后噴涂在內表面。積分球的基本原理是光通過采樣口被積分球收集，在積分球內部經過多次反射后非常均勻地散射在積分球內部。使用積分球來測量光通量時，可使得測量結果更為可靠，積分球可降低并除去由光線地形狀、發散角度、及探測器上不同位置地響應度差異所造成地測量誤差。

球體在光度學中有廣泛的應用，在大多數應用中，這些通用的光學元件與其他光電設備如光度計和輻射計一起使用。在研究實驗室里，積分球可用于測量材料的透射率或反射率。球體也通常用于電子成像設備的校準和光測量。

積分球反射率測量方法:
將樣品保持在0度端口中，并用入射光束照射，以確定通過180度端口的反射率。球體在空間上整合總反射輻射，并用擋板檢測器進行測量。反射的鏡面輻射可以通過利用樣本保持器來清理，該樣本保持器使用垂直入射來反射任何入射的鏡面輻射。
“鏡面加漫反射”反射率可以使用8入射樣品架來測量。通過測量兩者并取其比值，可以計算出已知標準樣品的反射率。為了避免樣品反射率引起的錯誤，樣品和標準品應具有相同的反射率。雙光束系統可以用來消除這種潛在的測量誤差源。探測器安裝在一個90度的端口上。

總流量的測量：
光源(如燈)產生的總光通量是通過將光源置于光學元件內部來測量的，光線被球壁多次反射，直到被光電探測器探測到。這種光度概念在工業中廣泛用于比較光源的流明輸出，以進行制造質量控制。這種配置所需的其他基本元件包括明視覺響應檢測器和漫射器。

積分球透射比的測量：
入射到樣品上并穿過樣品的光稱為透光率。如果樣品具有低散射性(如干凈的稀釋溶液)，幾乎所有未被吸收的光都將被透射。除了反射率測量之外，使用積分球時要考慮的另一個重要因素是透射率測量。

光譜輻射通量的測量：
為了測量光源產生的光譜輻射通量，積分球與光譜輻射計一起使用。該配置與測量總光通量的配置相同，只是用光譜輻射計代替了光電探測器。此外，這種設置適用于測量顯色指數、相關色溫和色度坐標。

測試成像傳感器：
球形端口允許該光學元件用作均勻的光源漫射體，來自漫射源的均勻輻照度可用于測試成像系統，如CCD相機或陣列探測器。這種應用的設置是通過將燈放置在球體內部來實現的。燈的選擇取決于所需的輻射度。對于這種配置，不需要檢測器。

激光功率測量：
球體廣泛用于實驗室和工業中的激光功率測量，這些光學元件適用于測試高功率和低功率工業激光器。進行激光功率測量時，正確使用擋板有助于防止直接看到激光熱點。空間積分使得積分球成為測試激光二極管和其他呈現非對稱和發散特性的設備的合適選擇。此外，球體涂層的高反射率有助于保護表面材料免受極端高溫的影響。

測試固態照明產品：
LED燈和其他固態照明產品的性能特征是通過測試和評估光源產生的光效和總光通量獲得的，使用積分球可以獲得比色數據和總光通量的精確測量。盡管這些光學元件能夠精確測量上述參數，但是它們不能測量光束的空間分布。為了測量這些光源的性能特征，球體通常與測角光度計一起使用。測角光度計可以精確測量空間分布。

積分球的總的光通量測試：
積分球包括最少兩部分—一部分用于樣品，另部分用于探測器。探測器為輻射通量而校準，但基本是測試球內表面照度的。使用積分球測量LED光通量，需要根據LED的封裝尺寸及類型。

積分球要滿足下面要求以保證所有的曲面都具有相同的照度（測試區域的照度值將代表整個球的照度值）：
探測接口處與球直徑比值最大1:3；
忽略樣品與樣品接口或者輔助燈的光線自吸收；
內涂層具有高的反射與漫射系數（BaSO4）；
符合CIE 127:2007以及IES LM-79所定義的其他流明測試條件；

根據標準，存在三種不同的積分球測試配置：
2π配置：樣品放置在積分球內表面—可以用于LEDs這樣沒有反向光線。經常用于單顆LED與LED陣列
4π配置：樣品通過接口，放置在積分球內部中央—常用于固體照明光源，必須使用輔助燈以補償樣品與連接器的光吸收。
部分光通量測試配置：樣品被安置于樣品接口一定距離處—在接口前一個精確孔徑定義為一個立體角。

LPCE-2高精度光譜輻射計&積分球系統主要測試節能燈，熒光燈，HID燈（如高壓鈉燈和高壓汞燈），冷陰極熒光燈和LED燈。LED的質量應通過檢查其光色電參數進行測試。此系統測試結果滿足CIE177，CIE-13.3,CIE-84,ANSI-C78.377, GB/T 24824,IESNA-LM-63-2,Optical-Engineering-49-3-033602,(EU) 2019/2015,LM-80和LM-79光度和色度測試要求。LPCE-2系統采用LMS-9000C高精度快速光譜輻射計或LMS-9500C科學級快速光譜輻射計，一次成型技術生產的新型帶載臺積分球，及其它相關設備。一次成型積分球的測試精度遠遠高于傳統拼接積分球。

LED CCD快速光色電綜合測試系統

審核編輯 黃宇