Une sphère d’intégration est un appareil utilisé pour tester et mesurer certaines propriétés d’une source lumineuse. La lumière est diffusée uniformément sur toute la surface de l’intérieur de la sphère au moyen d’un revêtement hautement réfléchissant avec un degré de diffusion également élevé. Cette diffusion permet de mesurer des propriétés qui ne pourraient pas être observées ou mesurées autrement. Il peut également être utilisé comme moyen de fournir un éclairage uniforme d’un échantillon d’essai à d’autres fins, telles que la recherche et la photographie.
De nombreuses conceptions différentes de sphères d’intégration sont utilisées par les laboratoires, les chercheurs, les techniciens de contrôle qualité et les organisations d’essais de biens de consommation, entre autres. Il peut s’agir de très petits modèles, pouvant être tenus d’une seule main, ou aussi grands que 6.5 pieds (2 mètres) ou plus de diamètre. Indépendamment de la taille et des particularités de conception, une sphère d’intégration typique présente certaines caractéristiques de base. Une ouverture pour une source lumineuse et un emplacement pour monter des détecteurs optiques ou d’autres instruments sont standard. Certains modèles peuvent être capables d’accepter plusieurs sources lumineuses pouvant être utilisées seules ou en tandem, ainsi que plusieurs supports d’instrumentation.
Les chicanes sont une autre caractéristique commune d’une sphère d’intégration. Un déflecteur est une petite barrière physique qui empêche le rayonnement lumineux direct de passer de la source directement au détecteur ou à d’autres instruments.
Les sphères d’intégration ont un revêtement intérieur composé d’un des nombreux matériaux qui réfléchissent et diffusent la lumière. En introduisant une source lumineuse dans une telle sphère creuse, la lumière est diffusée et réfléchie plusieurs fois jusqu’à ce que son intensité soit essentiellement égale en tout point de la sphère. Le revêtement d’une sphère d’intégration dépend des longueurs d’onde de la lumière qu’elle est conçue pour refléter, comme la lumière visible, ultraviolette ou infrarouge.
Les propriétés de diffusion et de réflexion résultant en une intensité lumineuse uniforme font d’une sphère d’intégration un outil utile pour tester des sources lumineuses, telles que des lasers ou d’autres lumières, et déterminer de nombreuses informations sur leur puissance totale, leur intensité et leur efficacité. Une sphère d’intégration est également utile pour tester des échantillons de matériaux. En utilisant une source lumineuse avec des paramètres connus, il est possible de mesurer avec précision les propriétés de réflectivité, d’absorption et de diffusion d’un échantillon.