Una sfera di integrazione è un dispositivo utilizzato per testare e misurare determinate proprietà di una sorgente luminosa. La luce viene diffusa uniformemente su tutta la superficie interna della sfera mediante un rivestimento altamente riflettente con un grado di diffusione altrettanto elevato. Questa diffusione consente la misurazione di proprietà che non potrebbero essere altrimenti osservate o misurate. Può anche essere usato come mezzo per fornire un’illuminazione uniforme di un campione di prova per altri scopi, come la ricerca e la fotografia.
Tra gli altri, laboratori, ricercatori, tecnici del controllo qualità e organizzazioni di collaudo dei beni di consumo utilizzano molti modelli diversi di sfere integrative. Possono essere modelli molto piccoli, in grado di essere tenuti in una mano, o grandi fino a 6.5 piedi (2 metri) o più di diametro. Indipendentemente dalle dimensioni e dai particolari di design, una tipica sfera di integrazione ha alcune caratteristiche di base. Un’apertura per una sorgente luminosa e un luogo per montare rilevatori ottici o altri strumenti sono standard. Alcuni modelli possono essere in grado di accettare più sorgenti luminose che possono essere utilizzate singolarmente o in tandem, oltre ad avere più supporti per strumentazione.
I deflettori sono un’altra caratteristica comune di una sfera integratrice. Un deflettore è una piccola barriera fisica che impedisce alla radiazione luminosa diretta di passare dalla sorgente direttamente al rivelatore o ad altri strumenti.
Le sfere integrative hanno un rivestimento interno composto da uno dei diversi materiali che riflettono e diffondono la luce. Introducendo una sorgente luminosa in una tale sfera cava, la luce viene diffusa e riflessa più volte fino a quando la sua intensità è sostanzialmente uguale in qualsiasi punto all’interno della sfera. Il rivestimento di una sfera di integrazione dipende dalle lunghezze d’onda della luce che è progettata per riflettere, come la luce visibile, ultravioletta o infrarossa.
Le proprietà di diffusione e riflessione che si traducono in un’intensità luminosa uniforme rendono una sfera di integrazione uno strumento utile per testare sorgenti luminose, come laser o altre luci, e determinare una grande quantità di informazioni sulla loro potenza, intensità ed efficienza totali. Una sfera di integrazione è utile anche per testare materiali campione. Utilizzando una sorgente luminosa con parametri noti, è possibile misurare con precisione le proprietà di riflettività, assorbimento e diffusione di un campione.