積分球的基本原理是讓光源在球的中心發(fā)光，發(fā)出的光射到球內(nèi)壁的涂層上產(chǎn)生漫反射，漫反射出來的光再經(jīng)過漫反射，不斷循環(huán)直至整個球內(nèi)表面的光通量一致，那么在球壁上安裝的探頭讀出的就是光源發(fā)出的光通量。但是，得到這個結(jié)果的前提是探頭與光源之間必須要有一塊涂有相同涂層的隔板擋住，避免光源發(fā)出的光直接照到探頭。
 

   實驗室的積分球是一個由鑄鐵構(gòu)成的空心球狀物，內(nèi)壁涂有一層白色的粗糙涂層，主要成分為硫酸鋇，主要用來產(chǎn)生漫反射，使整個球面的光強一致。球壁上有開孔，用來安裝探頭，探頭連到外置的一臺高精度快速光譜輻射計。現(xiàn)在實驗室用的積分球上裝有一個光學(xué)探頭。探頭可以進行測量采樣。光源與探頭之間裝有一塊涂有與球內(nèi)壁相同涂層的擋板，除此之外球內(nèi)還裝有用來安裝燈管的支架和安裝燈座的支架。球內(nèi)光源的供電由外部的交流穩(wěn)壓電源提供，同時接有一臺功率計對電參數(shù)進行監(jiān)控。

   積分球光源系統(tǒng)是按照提供的均勻光譜輻照度設(shè)計的，可用于校準(zhǔn)各種成像和非成像探測器。系統(tǒng)提供步進輸出或提供可變衰減器實現(xiàn)連續(xù)輸出，USS1200提供0-40000cd/m2的亮度輸出，USS2000提供0-18000cd/m2的亮度輸出。每個系統(tǒng)都監(jiān)控cd/m2或foot-Lambert亮度輸出水平，校準(zhǔn)可溯源至美國國家標(biāo)準(zhǔn)局（NIST）。12英寸、和20英寸的積分球涂層具有98%的高反射率，而且反射特性近乎標(biāo)準(zhǔn)的朗伯特性。反射層具有高穩(wěn)定性，這些涂層能夠確保在球的壽命時間內(nèi)保持一致的光學(xué)積分特性。