積分球是一個內壁涂有白色漫反射材料的空腔球體，又稱光度球，光通球等。球壁上開一個或幾個窗孔，用作進光孔和放置光接收器件的接收孔。光源在積分球內壁任意一點的光照度是多次反射光產生的光照度疊加，因此從光源產生的光在積分球內壁上形成均勻的光照度。
積分球的內壁應是良好的球面，通常要求它相對于理想球面的偏差應不大于內徑的0.2%。球內壁上涂有理想的漫反射材料，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硫酸鋇，將它和膠質粘合劑混合均勻后，噴涂在內壁上。
氧化鎂涂層在可見光譜范圍內的光譜反射比都在99%以上，這樣，進入積分球的光經過內壁涂層多次反射，在內壁上形成均勻照度。為獲得較高的測量準確度，積分球的開孔比應盡可能小。
在很多情況下，一個測量系統中需要有一個非常均勻的照明，例如入射到旋轉的毛玻璃上的激光，經過毛玻璃使得出射光均勻分布（還有一個目的是把激光的相干性降下來，消除激光的散斑）。
當入射的激光束被毛玻璃散射后，出射光斑比較均勻，在很多情況下已經滿足了系統的應用。但是由于零級光的存在，對于有些測量系統，還是不能夠滿足需求。
因此，可以將積分球直接放入到系統里，在偏振光的測試系統，要求光束的分布在積分球出射孔處不是高斯分布，要求每一點上的光強不均勻小于萬分之一。使用積分球在出光口獲得的均勻照明，進光孔可以是空間光輸入，也可以是光纖。
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