光度测量
1 积分法光度测量
光度量的大小等于被测光源的光谱辐射能量与人眼视效率函数V(λ)的加权积分,因此,用光谱灵敏度响应与V(λ)曲线一致的光学探测器可以直接测量光度量的大小,即探测器所产生的电信号大小与待测光源的光度量大小成正比,此时的光学探测器称为光度探头,用与V(λ)匹配一致的光度探头测量光度量的方法称为积分法。
积分法测量光度量的关键是光度探头的光谱灵敏度响应与V(λ)曲线的精确匹配,CIE用f1’来表示光度探头的失匹配程度。如图1所示,由于光度探头在V(λ)曲线的两翼对f1’计算的贡献很小,因此如用f1’为5%的光度探头测量LED的光度量可能会带来意想不到的量测误差。
图1: 光度探头的V(λ)匹配对量测的影响

根据CIE 69-1987和中国JJG245-2005照度计量检定规程,不同等级的光度探头/光度计的分级技术指标要求见表1。
表1 光度计分级一览表
等级
考核项目
CIE
1983 best
中国(光度计)
标准级
一级
二级
V(λ)失匹配误差f1
2%
3.5%
6%
8%
UV响应u
0.2%
0.5%
1.5%
2.5%
IR响应r
0.2%
1%
2%
4%
余弦响应f2
1.5%
2%
4%
6%
非线性误差f3
0.2%
0.3%
1%
2%
温度系数
0.2%/K
0.2%/K
0.5%/K
2%/K
疲劳f5
0.2%
0.2%
0.5%
1%
然而光度探头与 V(λ)曲线的精确匹配对探头制造工艺要求很高,实现难度较大,根据CIE TC-40于2007年的统计,目前世界上仅5家公司能提供f1’在标准级以上的探头,远方公司有幸被列入其中。

2 分光法光度测量
由光度量定义,只要测出被测光源的光谱功率分布,再与V(λ)加权积分,就可以求出相应的光度量,这种测量光谱光度量的方法为分光法。用分光法可以很好地消除探头的V(λ)失匹配和被测光源与标准光源的光谱功率分布不一致所带来的误差。光源的光谱辐射功率分布由光谱辐射计(光谱仪)测量,分光法测量光度量的精度主要取决于光谱辐射计的线性动态范围、重复性、光谱波长误差、杂散光和标定误差等。

3 积分-分光相结合方法的光度测量
虽然分光法可以成功避免积分法中光度探头的V(λ)失匹配误差,但由于光谱辐射计一般采用的光电倍增管或电荷耦合器件(CCD)等探测组件,其线性动态范围不宽(PMT在三个数量级内一般为2%,且稳定性较差;CCD则要视其性能而定,在三个数量级内为1%--10% ),这在很大程度上影响了光谱辐射计的适用范围和量测精度;而积分法中,光度探头所采用的硅光电探测器却在极宽的动态量测范围内具有极好的线性,一般在7个数量级内可0.1%的水平,是光电探测器中线性动态范围最好的。积分-分光方法综合了光谱辐射计和光度探头各自的优点,实现大跨度线性范围内的精确量测。远方公司已申请了这一技术的专利。

回复数 16 切换时间排序
需登录后查阅, 加载中......

目前注册实行审核/邀请制,欢迎灯友邀请好友注册,下载币奖励
邀请注册

为什么注册要审核

目前新版公测中,有任何BUG问题都可以联系我们
提交问题

或如无法回复,请访问此地址
提交问题