輻射顏色測(cè)量是光譜儀的一個(gè)重要應(yīng)用。LED生產(chǎn)商利用顏色測(cè)量對(duì)LED進(jìn)行分選(分選的標(biāo)準(zhǔn)：功能好差、顏色亮度標(biāo)準(zhǔn)等等)，來保證產(chǎn)品的一致性和質(zhì)量穩(wěn)定性。屏幕顯示生產(chǎn)商使用輻射測(cè)量對(duì)屏幕的顯色進(jìn)行校準(zhǔn)，判定其是否在標(biāo)準(zhǔn)范圍。LED的輻射測(cè)量在園藝方面(1)也具有很大用處，因?yàn)長(zhǎng)ED也是植物研究和溫室光源的主要部分；另外在生物醫(yī)藥應(yīng)用方面，比如與NASA合作的項(xiàng)目，使用LED激發(fā)細(xì)胞生長(zhǎng)(2)。
在這篇應(yīng)用文章中，我們使用國(guó)家*校準(zhǔn)過的輝因科技光纖光譜儀(HY-UVA6000)對(duì)比輻射測(cè)量同一個(gè)白熾LED。HY-UVA6000作為新一代高熱穩(wěn)定性、低臺(tái)間差的光譜儀，還配備可更換狹縫、簡(jiǎn)單儀器連接件等等。
顏色測(cè)量
顏色定義其實(shí)相對(duì)比較主觀的，人對(duì)顏色的感知和獲取是再平常不過但卻是的。二十世紀(jì)，人類開發(fā)了很多方法對(duì)顏色進(jìn)行定義。現(xiàn)在經(jīng)常使用的CIE XYZ 1931坐標(biāo)系統(tǒng)，使用X和Z指認(rèn)為色品，Y作為亮度(強(qiáng)度)。圖1.就展示了CIE 1931 X和Y顏色空間。
CIE L*a*b*也是常見的定義方式，L*指認(rèn)為亮度(強(qiáng)度 )，a*為紅/綠色品，b*為黃/藍(lán)色品。在這篇應(yīng)用中，我們使用x和y，因?yàn)檫@兩個(gè)指標(biāo)是NIST可追溯的用來定義LED，這兩個(gè)值是可以與CIE1931關(guān)聯(lián)的，比如
，y
。
圖1.CIE1931 色品圖
另外，色溫(CCT)和主波長(zhǎng)是對(duì)比校準(zhǔn)LED的主要指標(biāo)。通過x和y的值判定不同的LED，并以此作為L(zhǎng)ED的特征輸出。更為重要的是，因?yàn)镃CT定義了光顏色的表現(xiàn)性，所以對(duì)于照明應(yīng)用非常重要。
當(dāng)測(cè)量LED的顏色時(shí)，定義對(duì)于同一種顏色的LED, 測(cè)量結(jié)果在xy色坐標(biāo)中的可接受度是非常必要的。20世紀(jì)中葉， David MacAdam開發(fā)了一種對(duì)不同種顏色進(jìn)行分類的方法，他定義了一個(gè)在xy坐標(biāo)內(nèi)一般人眼不能分辨色彩的橢圓餅圖。通過該色品圖可以衍生定義LED在CIE 1931顏色坐標(biāo)系里的分布，并以此將LED進(jìn)行分選。MacAdam 色品圖內(nèi) xy坐標(biāo)系的標(biāo)準(zhǔn)差就可以認(rèn)定為可被感知的色差。
ANSI(美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)組織)C78-377A 號(hào)文件使用四步MacAdam橢圓定義的方法作為CFL(小型熒光燈)和鹵素?zé)糁圃斓臉?biāo)準(zhǔn)。每一步代表了一片面積，該面積區(qū)域里的任何一個(gè)點(diǎn)都是離中心點(diǎn)一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差。
在大多數(shù)的工業(yè)應(yīng)用中，LED制造商(3)定義了七步MacAdam橢圓作為一個(gè)常用的用來定義可接受范圍的標(biāo)準(zhǔn)。如圖二所示，LED的分選也是基于MacAdam七步橢圓的方法。
為了對(duì)同色LED進(jìn)行分選，該圖經(jīng)常被用來作為相近顏色色差計(jì)算的指導(dǎo)工具。雖然在這篇文章中只使用了一個(gè)LED進(jìn)行測(cè)試，但是我們?nèi)匀荒茴A(yù)測(cè)此次分選的結(jié)果與測(cè)量過程使用的不同步驟之間的差異。
圖二 .如何使用七步MacAdam 橢圓來定義LED在CIE 1931 色品圖中的分割區(qū)域(3)。
顏色測(cè)量步驟
輻射顏色測(cè)量可以通過以下幾步完成:
確定實(shí)驗(yàn)設(shè)置
用校準(zhǔn)光源對(duì)于實(shí)驗(yàn)設(shè)置進(jìn)行輻射校準(zhǔn)
LED的顏色測(cè)量
在測(cè)量過程中，使用積分球加一根400µm 光纖連接到光譜儀上，整個(gè)配置使用校準(zhǔn)鹵素光源(HY-TSL00)來進(jìn)行輻射校準(zhǔn)。
因?yàn)轭伾珱]有值，所以它不是一個(gè)容易被量化的概念。光譜技術(shù)的使能用讓用戶更客觀地定義顏色，輝因科技的光譜儀，光源，配件以及軟件能對(duì)輻射顏色進(jìn)行的測(cè)量。
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