380～780 nm总光谱辐射通量量值导出及不确定度评定

叙述了光源380~780 nm总光谱辐射通量量值导出的基本原理。该量值基于测量灯的总光通量及用变角辐射计测量灯的光谱辐射强度相对分布,溯源至总光通量国家基准和高温黑体光谱辐射照度国家基准。总光谱辐射通量量值导出的不确定度主要影响因素包括总光通量、光谱辐射标准灯、光谱辐射计自身特性、变角辐射计(机械部分)和测量系统重复性,扩展不确定度U=3.3%~1.6%,k=2。

测量350～1100nm光源光谱总辐射通量的标准装置

为了满足快速发展的LED行业对光谱总辐射通量的计量需求,研制了一套用于测量光谱总辐射通量的积分球光谱辐射计装置,实现光谱总辐射通量量值的准确传递;介绍了该装置的基本原理、操作规范和不确定度评估。经实例评估,该装置在350～1 100 nm的扩展测量不确定度为U_(rel)=3.1%～1.3%(k=2)。对一组光谱总辐射通量标准灯与变角辐射计进行比对测量,实验结果表明在350～1 100 nm波长上该标准灯组内一致性偏差为0.2%～0.8%,能满足量值传递的需求。

可见波段LED光谱标准灯的研制

在光辐射测量领域由于缺少在380～450 nm波段光谱功率足够大的标准光源,使得该波段的测量不确定度明显高于其余可见光波段,不能满足高精度测量的需求。基于LED多光谱匹配技术,研制了一种宽波段LED光源,将白光LED的光谱拓展至整个可见光波段。该方法为标准光源的研制提供了一条新的技术路线。实验结果表明,6种LED芯片与特制荧光粉所匹配的宽光谱LED具有良好的重复性和稳定性,光通量的重复性优于0.3%,色温的重复性为3 K,与白炽标准灯相当;用所研制的宽光谱LED作为标准灯标定红、绿、蓝、白LED的总光通量和色品坐标与白炽标准灯的偏差在不确定度范围之内。

近紫外LED总辐射通量测量比较研究

总辐射通量是表征近紫外LED光辐射特性的技术指标之一,通过测量LED的光谱总辐射通量(Total Spectral Radiant Flux,TSRF)可导出总辐射通量值。近年来中国计量科学研究院开展了TSRF的测量技术研究,并建立了350~1 100 nm光谱范围的总辐射通量计量标准装置。在TSRF的计量技术研究过程中,为验证近紫外区域的不确定度评估的可靠性,分别使用TSRF标准测量装置和自行搭建的卧式变角辐射计,测量了近紫外LED的TSRF和总辐射通量值。通过比较表明,两种技术途径测量所得值在不确定度范围内具有一致性;在近紫外区域对TSRF标准测量装置的不确定度评估合理,量值可靠。

紫外LED与计量技术

紫外LED是一种新型的紫外辐射源,具有小巧便携、环保安全的特点。COVID-19疫情的出现加深了人们对深紫外LED杀菌消毒产品的认知。紫外LED与气体放电灯的光谱分布、照射距离、均匀性、功率水平等方面不同,基于传统紫外辐射源形成的计量测试方法,并不能直接套用于紫外LED的测量。本文介绍了现有紫外辐射测量仪器,分析了其用于紫外LED测量时影响测量结果不确定度的关键因素,给出了从仪器标定方法、标准器选择、积分球涂层选择和荧光评价等方面出发,提高测量结果准确度的方法,并对积分型紫外辐射照度计的改进方向提出了建议。