如何测量光?A Guide to Optical Systems

如何测量光?A Guide to Optical Systems

图片来源:leigh prather/shutterstock.com

various optical systems or geometries can be used to perform光测量。例如,可以在特定方向或落在特定区域的光线下以各个方向,特定方向或光线来测量光源的总功率[通量]。

测量设置的必要光配置取决于测量的电源单元。我们将在本文中探讨的镜片,集成球和余弦校正器是三种最广泛使用的光学配置。

光学配置

整合球

集成球基本上是一个空心的球形腔,上面覆盖着弥漫性,高度反射的白色涂层。该集成球主要用于通过散射和反射发射光多次来扩散辐射。

光谱仪通常将其耦合到集成球体以测量所测试的光源的特性和数量。基于光源的构造,尺寸和功率输出,集成球体有多种尺寸。

光谱仪可以连接到集成球体。

光谱仪可以连接到集成球体。

Cosine Corrector

A cosine corrector is a diffuse surface and is used to capture light upon a surface over a 180-degree angle. The surface of cosine correctors respond in accordance with Lambert’s cosine law: the amount of light falling upon the cosine corrector is proportional to the cosine of the light beam’s incident angle.

在60度角,仅在0度角以100%的100%测量强度。

Asteria系列紧凑,快速工业灯光仪

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镜片

测量设备上的透镜通常用于观察目标区域。镜头捕获的覆盖区域依赖于镜头的接受角度和距离。镜头光学元件通常用于测量均匀表面,例如显示器的背光。

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Measurement Principles

除了光学配置外,使用的测量原理在光测量中也至关重要。

在特定数量中表达光源的功率[通量]的三个主要原理是光度原理, 这辐射原理spectroradiometric principle

根据所使用的测量原理,该功率是根据人眼的反应来表达的[光度法]绝对数量[辐射计]或每个波长[spectroradiometric]。

这些测量原理分别使用分光光度计,辐射计和光谱仪测量。下表给出了这些测量原理和用于实现特定光量的光学配置的摘要。

光谱原则provides all radiometric quantities per nanometer and is measured by means of a spectroradiometer. Radiant power for example is expressed in Watts, thus its spectroradiometric equivalent in Watt per nanometer.

The different optical configurations, in combination with the measurment principles, provide different measurements of light, each with different units, which can be viewed using the table below;

几何学 光学配置 测量原则
Radiometric Spectroradiometric 光度法
电源或磁通 整合球 辐射功率

瓦,w
光谱辐射功率

瓦特每纳米,w/nm
Luminous Power

流明,

lm
电源/区域 Cosine Corrector
整合球
辐照

每平方米瓦,W/m²
Spectral Irradiance

每平方米每平方米瓦,

w/m²/nm
照明

Lumen per square meter,lm/m²= lux
功率/实体角 Cosine Corrector
整合球
辐射强度

瓦特每台瓦特,w/sr
光谱辐射强度

瓦特每纳米分子,瓦特,w/sr/nm
发光强度

坎德拉,lm/sr = cd
电源/区域/ solid angle 准直镜头 Radiance

每平方米每平方米瓦特,W/m²/sr
光谱辐射

每平方米每平方米 /纳米米,w/m²/sr/nm
亮度

每平方米的烛台,Im/m²/sr = cd/m² = nit

Radiometric

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第一个原理[辐射通量或辐射功率]是指源在各个方向发出的总功率。

在照明的开发和生产期间,辐射功率测量很普遍;瓦特:wis the unit of radiant power.

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辐照指的是在表面上的辐射功率的数量,它以单位区域的瓦特表示:W/m2

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来源的辐射强度是定义每个实体角度发射的总功率的定向数量。因此,辐射强度以瓦数为单位角度表示:w/sr。

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Radiance是第四原则。它是每单位投影区域的辐射强度,并定义了从一个区域发出的每个实体角度的总功率。它以每个单位面积为单位面积的瓦特表示:W/m2/sr

光度法

与光谱测定法和辐射学不同,光度原理根据平均人眼的响应来测量光。此响应称为光度功能vλ

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发光的力量是光度等效的辐射功率,它在流明中表达:LM。通常,使用集成球体测量发光功率,类似于其光谱测量值当量。

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照明使用与余弦校正器集成的光测量设备进行测量。值对应于每平方米的管腔量:LM/m2,,,,也称为勒克斯。

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发光强度is the photometric equivalent of radiant intensity and it is expressed in candela:光盘。该单元通常用于测量方向光源的亮度,例如聚光灯。

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使用均匀表面(如显示)的亮度使用亮度。亮度通常以每平方米的Candela表示:CD/m2which is equivalent to nit – the currently less used unit.

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Citations

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    Admesy。(2022年2月9日)。如何测量光?光学系统指南。azom。于2022年8月8日从//www.washintong.com/article.aspx?articleId=14972检索。

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    Admesy。“如何测量光?光学系统指南”。azom。//www.washintong.com/article.aspx?articleId=14972。(2022年8月8日访问)。

  • 哈佛大学

    Admesy。2022。如何测量光?A Guide to Optical Systems。Azom,2022年8月8日,https://www.washintong.com/article.aspx?articleId=14972。

Comments

  1. Ismael Ibanez Ismael Ibanez 阿根廷 says:

    I have an issue with cosine correctors: when calculating solid angle of a source to a spectrometer that has a cosine corrector, the distance considered is measured from the entrance slit, or from the corrector's surface?

这里表达的意见是作者的观点,不一定反映了AZOM.com的观点和观点。

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