Eine Ulbrichtkugel ist ein Gerät zum Testen und Messen bestimmter Eigenschaften einer Lichtquelle. Durch eine hochreflektierende Beschichtung mit ebenso hohem Streuungsgrad wird das Licht gleichmäßig über die gesamte Oberfläche des Kugelinneren gestreut. Diese Diffusion ermöglicht die Messung von Eigenschaften, die sonst nicht beobachtet oder gemessen werden könnten. Es kann auch als Mittel verwendet werden, um eine Testprobe für andere Zwecke, wie Forschung und Fotografie, gleichmäßig zu beleuchten.
Viele verschiedene Designs von Ulbrichtkugeln werden unter anderem von Labors, Forschern, Qualitätskontrolltechnikern und Konsumgüterprüforganisationen verwendet. Sie können sehr kleine Modelle sein, die in einer Hand gehalten werden können, oder einen Durchmesser von bis zu 6.5 Metern oder mehr haben. Unabhängig von Größe und Konstruktionsmerkmalen weist eine typische Ulbrichtkugel bestimmte Grundmerkmale auf. Eine Öffnung für eine Lichtquelle und ein Platz zum Anbringen optischer Detektoren oder anderer Instrumente sind Standard. Einige Modelle können mehrere Lichtquellen aufnehmen, die einzeln oder im Tandem verwendet werden können, sowie mehrere Instrumentenhalterungen haben.
Leitbleche sind ein weiteres gemeinsames Merkmal einer Ulbrichtkugel. Eine Schallwand ist eine kleine physikalische Barriere, die verhindert, dass direkte Lichtstrahlung von der Quelle direkt zum Detektor oder anderen Instrumenten gelangt.
Ulbrichtkugeln haben eine Innenbeschichtung aus einem von mehreren Materialien, die sowohl Licht reflektieren als auch streuen. Durch Einführen einer Lichtquelle in eine solche Hohlkugel wird das Licht gestreut und mehrfach reflektiert, bis seine Intensität an jedem Punkt innerhalb der Kugel im Wesentlichen gleich ist. Die Beschichtung einer Ulbrichtkugel hängt von den Wellenlängen des Lichts ab, das sie reflektieren soll, beispielsweise sichtbares, ultraviolettes oder infrarotes Licht.
Die Eigenschaften von Diffusion und Reflexion, die zu einer gleichmäßigen Lichtintensität führen, machen eine Ulbrichtkugel zu einem nützlichen Werkzeug zum Testen von Lichtquellen wie Lasern oder anderen Lichtquellen und zur Bestimmung vieler Informationen über deren Gesamtleistung, Intensität und Effizienz. Eine Ulbrichtkugel ist auch zum Testen von Probenmaterialien nützlich. Durch die Verwendung einer Lichtquelle mit bekannten Parametern ist es möglich, die Reflektivitäts-, Absorptions- und Diffusionseigenschaften einer Probe genau zu messen.