由于积分球较常用于稳态条件下，随着积分球涂层反射率的增加和开口端口面积比例的减小，产生稳态辐射度的反射次数越多。因此，积分球设计应尝试优化这两个参数，以获得较佳的辐射通量空间积分。图2是一个机器人成像系统的图像，用于通过积分球参考端口映射空间均匀性。涂层，在为积分球选择涂层时，必须考虑两个因素:反射率和耐久性。例如，如果有足够的光线，并且积分球将在可能导致积分球收集污垢或灰尘的环境中使用，则耐久性和可清洗的涂层是您的理想选择。积分球内部装置，包括挡板、灯具和灯座，会吸收辐射源的部分能量，降低球体的空间均匀性。通过在所有可能的表面上使用高反射漫反射涂层，可以改善空间均匀性的降低。积分球在医学领域，如CT扫描、放射性的药物分布等，具有广泛应用。VIS-NIR光源太阳光模拟器校准光源
灯具和LED光谱通量测量，积分球较传统的应用是测量灯具的总光通量。这项技术起源于20世纪初，作为对比不同类型灯具输出光通量较简单快速的方法。这里，积分球光谱分析仪常用于测量LED、通用照明、工程照明、便携式灯具产品等的电学和光度性能。这些应用积分球直径可以小至5厘米，大至3米或更大（例如图4）。采用积分球可以更有效地测量任何尺寸或形状的传统和固态光源的总光谱通量和颜色。积分球配合光谱仪，可测试重要的光谱参数例如光谱通量、色度、相关色温、CRI、TM-30、峰值波长和主波长等等（图4b）。VIS-NIR光源太阳光模拟器校准光源积分球又称为光通球，是一个中空的完整球壳。
积分球辐射度，入射到漫射表面上的光通过反射产生一个虚拟光源。从表面发出的光较好用它的辐射度来描述，即每单位立体角的通量密度。辐射度是一个重要的工程量，因为它可以预测光学系统在观察被照射表面时所能收集到的光通量的数量。对于积分球，辐射度推导考虑了入射到积分球内的光、积分球壁反射率、积分球表面积、光进行的多次表面反射以及通过开口端口的损失。进入积分球体的光通过初始反射几乎完全漫射。离开表面的一小部分光到达另一个表面区域并被漫反射，依此类推。这种辐射度交换一次又一次地发生，直到它在空间上整合。
“另一方面，”Durell说，“如果你想要光束轮廓和角度信息，那么就使用光束轮廓仪或角度计。根据定义，积分球通常会抹去这些空间信息。”积分球的第二个主要优点是它的衰减特性。具体来说，积分球可以被视为一个均匀衰减器，这意味着它能够将入射的光线以相同的比例进行衰减或减弱。这种特性使得积分球在功率测量方面具有一些优势。首先，传统的功率计可能会被光源的功率水平损坏，而积分球则可以避免这种情况，因为它对所有光线进行均匀衰减，不会对任何特定光线产生过大的压力。积分球作为一种光学元件，具有广泛的应用前景。
较常见的积分球结构测色仪器为d/8结构，也有d/0结构。关于d/8结构测色仪，有两种丈量模式SCI和SCE；采用SCI丈量色彩能够有用的消除去物体外表纹路对色彩丈量的影响，进而取得物体的真实色彩特征。抱负积分球的条件：A、积分球内外表为一完整的几何球面，半径处处持平；B、球内壁是中性均匀漫射面，关于各种波长的入射光线具有相同的漫反射比；C、球内没有任何物体，光源也看作只发光而没有什物的抽象光源。影响积分球丈量精度的因素：A、球内壁是均匀的抱负漫射层，服从朗伯定则；B、球内壁各点的反射率持平；C、球内壁白色涂层的漫射是中性的；D、球半径处处持平，球内除灯外无其他物体存在；所以，积分球内壁起球，剥落，黄变都会影响其丈量精度。积分球的直径可以根据需要进行调整，常见的直径有10厘米、20厘米等。光谱通用均匀光源测试仪
球坐标系下，积分球体积元素的推导，展现了数学的严谨与美妙。VIS-NIR光源太阳光模拟器校准光源
球体倍增因子对表面反射率极为敏感。选择漫反射涂层或材料会对给定设计的辐射度产生很大影响（如图3所示）。所示的两种涂层都具有高反射率，在350至1350 nm范围内的反射率超过95%。因此，对于相同的积分球，人们可能预期不会有明显的辐射度增加。然而，辐射度的相对增加大于反射率的相对增加，其系数等于球体倍增因子。虽然其中一种涂层在一定波长范围内比另一种提供2%到15%的反射率增加，但相同的积分球设计将导致辐射度增加40%至240%。较大的增加发生在1400纳米以上的近红外光谱区域。VIS-NIR光源太阳光模拟器校准光源
