La esfera integradora (integrating sphere) es una cámara esférica hueca recubierta internamente con un material de alta reflectancia difusa. Este recubrimiento garantiza una dispersión uniforme de la radiación dentro de la misma, lo cual permite realizar mediciones precisas de la radiación reflejada, transmitida o emitida por una muestra.
Puede emplearse como una extensión del espectrómetro fotoeléctrico, ya que, en general, al combinarse con un fotodetector o un espectrómetro, actúa como colector de luz procedente de fuentes extensas, divergentes o de alta potencia.
Este producto dispone de tres puertos: uno de entrada, uno de salida o detección y un puerto de muestreo. En este último se coloca la muestra a medir, mientras que los otros dos permiten, respectivamente, introducir la radiación óptica y conectar detectores externos.
Por otra parte, presenta un diseño modular, de modo que puede ajustarse fácilmente a diversos requisitos de medición. Esta característica también facilita su integración en montajes experimentales y sistemas de medición óptica y fotónica, permitiendo medir con alta precisión parámetros de fuentes de luz, sensores y materiales ópticos. Por ejemplo, puede integrarse fácilmente en distintos soportes, como sistemas de jaula, placas base o mesas ópticas.
Las esferas integradoras, también conocidas como esferas de Ulbricht, son componentes ópticos que consisten en una cavidad esférica hueca recubierta internamente por una capa de material altamente reflectante y difusor, generalmente de color blanco, además de incorporar pequeños orificios para la entrada y salida de la luz.
El recubrimiento difuso provoca que, cuando un haz de luz entra en la esfera a través del puerto de entrada e incide sobre la superficie interna, se disperse en todas las direcciones. Como consecuencia de las múltiples reflexiones sucesivas que posteriormente experimenta en las paredes de la cavidad, se genera una distribución de radiancia prácticamente uniforme en su interior, minimizando la influencia de la dirección original de la luz incidente.
Con un principio de funcionamiento basado entonces en la dispersión múltiple de la luz, son instrumentos ampliamente utilizados en fotometría y radiometría, capaces de medir la potencia total emitida por una fuente en una única medición, así como determinar la reflectancia o transmitancia total de materiales con comportamiento difuso. Por ello, resultan especialmente útiles para la caracterización precisa de la potencia, la distribución espacial y las propiedades espectrales de fuentes de luz y materiales.
Esta característica permite a las esferas integradoras realizar mediciones ópticas que resultarían complejas con detectores convencionales, tal como la determinación del flujo luminoso total de una fuente o la caracterización de la reflectancia y transmitancia de materiales.
Asimismo, dado que, como se comentó anteriormente, son capaces de proporcionar resultados independientes de la dirección de la radiación incidente y por ende también de la geometría, resultan herramientas fundamentales para el análisis de fuentes divergentes, dispositivos LED y sistemas ópticos complejos.
Sus correspondientes especificaciones técnicas son las siguientes:
• Diámetro de la esfera: 76,2 mm (3 pulgadas)
• Diámetro del puerto de entrada: 13,6 mm
• Diámetro del puerto de muestra: 13,6 mm
• Diámetro del puerto de detección: 6 mm
• Tipo de recubrimiento: sulfato de bario (BaSO₄)
• Reflectancia del recubrimiento:
o > 97 % en el rango 350–850 nm
o > 92 % en el rango 250–1300 nm
• Factor de ganancia óptica: 30,5 (a 550 nm)
• Compatible con el sistema de jaula de 30 mm de Thorlabs.
Este producto está diseñado para ser compatible con los siguientes periféricos:
• Celda de prueba (Dummy cell):
Radiómetro y fotómetro UV-VIS (UV-VIS Radiometer & Photometer):
Caja de blindaje electroquímico (Electrochemical Shielding Box):
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