白光与钠光的对比

1　前言当由黄昏转向夜晚 ,照明等级的降低使人眼的视网膜在响应不同波长的光线时发生变化。光谱 ,或称色彩 ,当照明等级较高时 ,人眼响应的峰值为 5 5 5nm ,在黄色区域。这可由图 1中的实线表示 ,记作V(λ)。在计算灯的流量输出时 ,使用该人眼光谱响应曲线对钠灯光源特别有利 ,这是因为高压钠灯输出的主要光谱落入了接近人眼峰值的感应区域 ,使钠灯光源具有较高的流明输出。图 1　明视光V(λ)曲线 (实线 )及暗视光曲线V′(λ) (虚线 )　 然而 ,在照明等级较低时 ,典型情况为照度低于3cd m2 时 ,人眼所响应的光谱改变了。视网膜灵敏度相对…     

TDI CCD光谱响应曲线测量技术研究

光谱响应曲线是探测器的重要技术参数之一,随着探测技术的发展,精确测量探测器的光谱响应曲线变得越来越重要。为了解决TDI CCD光谱响应曲线检测精度较低、检测方法不够准确等问题,提出了一套科学而准确的高精度TDI CCD光谱响应曲线检测方法。分析了TDI CCD光谱响应曲线的测量原理,采用了直接比较法测定待测TDI CCD的光谱响应曲线,基于具有稳定性高、优异响应能力的LED组,建立了光谱响应曲线的测量装置。计算所有波长的LED对应的TDI CCD光谱响应度,绘制在405~890nm波长范围的光谱响应曲线。实验获取了TDI CCD光谱响应曲线,从曲线中可以看出,TDI CCD光谱响应范围为:405~890nm。不确定度分析结果显示,TDI CCD相对光谱响应度曲线的最大不确定度约为4.15%,满足测量要求。     

基于光声光谱峰面积的微量乙炔气体定量检测

乙炔是区分电力变压器过热性和放电性故障的标志性气体,其含量对判断电力变压器内绝缘故障类型和严重程度具有重要意义。为此,采用分布反馈式半导体激光器搭建了基于光声光谱峰面积的微量乙炔气体定量检测平台,选择乙炔分子1 529.18 nm处的吸收谱线,试验研究了分布反馈式半导体激光器输出峰值波长的温度漂移特性和乙炔气体的光声光谱响应特性,获取了基于Lorentz线型拟合的不同体积分数标准乙炔气体的光声光谱响应特性曲线,并基于最小二乘法对特性曲线峰面积与乙炔气体体积分数之间的定量关系进行了研究。结果表明:在气体吸收未饱和的情况下,乙炔气体光声光谱峰面积与其体积分数之间存在良好的线性关系,该试验平台对乙炔气体的检测下限为0.46×10-6。该研究结果为变压器油中溶解气体的在线监测及电力变压器内绝缘故障诊断奠定了基础。     

不同激发波长下多壁碳纳米管光致发光特性

用化学气相沉积法(CVD)制备了多壁碳纳米管(MWNTs),并用扫描电镜(SEM)测量了纳米管的形貌。在室温条件下,测量了样品的拉曼光谱和吸收光谱:拉曼光谱表明样品含有较多缺陷,吸收光谱说明了该样品有光致发光的通道。测量了在不同波长光的激发下样品的光致发光光谱:当用550 nm的光激发多壁碳纳米管时,观察到峰值强度弱、峰值波长约为820 nm的带状光谱;当激发波长增加到580 nm时,发射光谱变为峰值波长约为868 nm、峰值强度较强、形状相似的光谱;当激发光波长增加到600 nm时,观察到峰值强度强、峰值波长约为900 nm的带状光谱。     

照明环境、计量和非视觉响应

国际标准CIE S 026:2018为时间生物学领域的照明专业人员和现场研究人员提供了一种方法来表征非视觉光感受与响应方面的光照量。该标准定义了五种光谱灵敏度函数,以描述光辐射刺激五种α响应视网膜光感受器的能力,这些光感受器通过内在光敏视网膜神经节细胞(ipRGCs)对人类产生非视觉效应。CIE最近还发布了一个开放获取的α响应工具箱,基于测量(用户自定义)的光谱或工具箱中内置的标准照明体(A、D65、E、FL11、LED-B3),计算光度量、辐射度量和光子系统中α响应计量的数量和比率。基于视黑素蛋白的ipRGCs光感受已被广泛证明可以解释非视觉响应的光谱敏感性,包括改变夜间睡眠的时间、褪黑素分泌和调节稳态瞳孔直径。最近的研究结果表明,感光色素视黑素蛋白也在视觉响应中发挥作用,并且基于视黑素蛋白的光感受可能对亮度感知和空间视觉方面有重要影响。虽然在非视觉效应方面,关于视杆细胞、视锥细胞与ipRGCs如何交互的认识不断发展,最近CIE的一份关于应用“在合适的时间推荐合适的光照”的立场声明中使用了视黑素响应日光(D65)等效照度来指导调节非视觉响应。关于这种方法的详细说明,可以通过第二届昼夜...     

视觉功效研究中人眼瞳孔大小测试数据处理方法

人眼瞳孔大小是视觉功效研究中的重要指标,用眼动仪能记录得到瞳孔大小。为了方便分析瞳孔大小的变化规律,需要对测试得到的瞳孔大小数据进行处理。把瞳孔大小数据分为恒定光环境下瞳孔大小测试数据和变化光环境下的瞳孔大小测试数据,分别提出了数据处理方法:对于恒定光环境下的瞳孔大小数据,取各测量数据的算术平均值作为该背景亮度下的瞳孔大小;对于变化光环境下的瞳孔大小数据,先对异常变化数据进行处理,然后用小波变换的方法进行去噪处理,即可得到瞳孔大小随时间变化的平滑曲线。     

不同波长光激发下氧化锌纳米线的发光特性研究

用汽相传输法制备了氧化锌(ZnO)纳米线,并在室温条件下,测量了在不同波长光的激发下,样品的光致发光谱.实验结果表明,当用325 nm的光激发ZnO纳米线时,观察到峰值波长约为392 nm的紫光峰峰值强度强,峰值波长约为445 nm的蓝光峰峰值强度较弱和峰值波长约为486 nm的蓝绿光峰峰值强度弱;当增加激发光波长到380 nm时,发射光谱变成峰值波长约为520 nm的半高宽较宽、峰值强度较强的带状光谱.同时对发光峰产生的机理进行了分析.     

采光照明非视觉效应的评价方法综述

由于采光照明的基于非视觉效应的独特性和对人类健康的重要性,因此我们需提出一些恰当方法对其进行有效评价。回顾了目前国际上对非视觉效应光谱响应曲线的实验研究,包括基于褪黑素的抑制量、瞳孔大小的改变量和人体其他生理参数的变化,以及采光照明非视觉效应的主要评价方法:节律影响因子C/P值、生物节律刺激因子CS值、光剂量法、加权的DA值、帽子图法、有效昼夜节律区域百分比CEA,探讨各评价方法优缺点,以及它们所适用的范围。     

电晕放电中光谱特性的分析及实验程序设计

为了解电晕放电中光的光谱特性和通过光辐射光谱的测量分析电晕放电的规律,介绍了利用光栅单色仪、锁相放大器等设备检测交流电晕放电光谱特性的实现方法和软件设计并分析了光谱特性。所测光谱范围190.0～900.0nm,光谱峰值波长集中在200.0～400.0nm,主要有297.9、316.8、338.0、367.8、380.0nm等,属紫外光谱,分析得出特征波长上光谱峰值的大小可作为判断电晕放电强度的参考量,工程上可利用200.0～320.0nm波段内紫外光避开日光紫外线对电晕放电紫外线的干扰。     

变压器油中甲烷气体的光声光谱检测方法

甲烷(CH4)是变压器油中溶解的一种可用于变压器早期故障诊断的特征气体。光声光谱技术是基于光声效应的一种新型微量气体检测技术,具有灵敏度高,选择性好,动态检测范围大等优点。该文基于光声光谱技术的基本原理,利用分布反馈半导体激光器构建一种便携式、可调谐的光声光谱装置,借助该装置研究光声信号与激光功率、CH4浓度之间的关系,及CH4的2v3带R(3)支的高分辨光声光谱;该装置对CH4的检测灵敏度达到5.05 mL/L。理论与实验结果为CH4的光声光谱在线监测及高灵敏度可调谐光声光谱仪的设计提供了参考。     

基于Delphi的LED实时光谱测试系统

LED实时光谱能反映LED动态光学特性的变化情况,光谱的测量要求光谱仪在合适的积分时间条件下完成从收集光子到处理数据的过程。利用HR4000光谱仪、GS610源表和GPIB控制卡,开发了1套基于Delphi7.0的实时光谱数据采集系统,该系统能快速、精确地采集LED光谱并计算色坐标、色温、峰值波长等光学特性参数。同时还设计了1种基于二分法的自动设置光谱仪积分时间的计算方法,实现了对LED稳态、瞬态光谱实时测试的数据采集和处理,并通过实验分析,研究了瞬态测量方法的可行性以及条件。     

光声光谱检测变压器油中气体的共振光声池研究

气体光声光谱技术是一种新型的微量气体检测技术,能很好地应用于变压器油中溶解气体检测。光声池是光声光谱监测系统中的核心部分,是表征系统灵敏度的重要因素。笔者模拟分析了气体光声信号分布及谐振腔几何尺寸与表征光声池性能的特性参数的量化关系,设计制作了两个不同几何结构参数的共振光声池,实验研究了光声池响应特性,实验结果比较得出谐振腔长120 mm、半径3 mm的不锈钢光声池表现出比较优越的气体响应性能,并对变压器油中溶解的主要特征气体C2H2进行了光声探测。理论与实验结果为气体光声光谱在线监测系统的完善及高灵敏度光声池的优化设计提供了技术支持与理论参考。     

LED峰值波长对多光谱组合白光色参数的影响

多光谱组合的LED在动态照明、光环境、医疗、健康等领域具有广泛的应用前景,但是其光度和色度的一致性和稳定性极大影响着这类技术方案的应用前景。采用6种单色LED使用光谱组合的方式构建了典型色温5500 K和2700 K的白光器件,并对组成白光的单色LED的光谱稳定性进行了分析,仿真实验研究了多种单色LED峰值波长的漂移对色温、显色指数和色坐标的影响。实验表明,红色630 nm和橙色590 nm附近的峰值波长漂移对于色温的影响最大,漂移2 nm左右即可导致色温100 K左右的变化;橙色590 nm的峰值波长漂移对于显色指数的影响最大,在漂移2 nm左右即可导致显色指数的变化大于2;在5500 K附近x坐标的最大变化量0.016出现在红光631 nm的波长变化中,y坐标的最大变化量0.015出现在宝蓝色480 nm的波长变化中;在2700 K附近,x坐标的最大变化量0.016出现在橙色590 nm和红色631 nm的波长变化中,y坐标的最大变化量0.017出现在橙色590 nm的波长变化中。     

LED光谱可调设备对光源选择的探究

借助Matlab软件提取实际光源的光谱分布数据,以Philips Lumileds LuxeonRebel Color系列为例,通过模拟计算自动选择最优光源组合。结果表明Royal Blue(峰值波长449nm)、Cyan(峰值波长504nm)、Green(峰值波长527nm)、Deep Red(峰值波长662nm)是实现混色范围最大的光源组合。     

光谱响应测试在太阳能电池中的应用

本文首先介绍了光谱响应测试的原理,利用公式推导说明了光谱响应、量子效率和IPCE这三个概念之间的关系。然后通过对比两种不同工艺制备的晶硅电池光谱响应曲线,分析了太阳能电池结构和工艺与光谱响应的关系。根据光谱响应曲线积分得到的短路电流密度,评价了两种工艺电池的好坏。最后定性的分析了光谱响应曲线各波长区域与制备工艺的关系,说明了光谱响应在提高电池效率过程中的作用。     

多通道光合有效辐射传感器

光合有效辐射传感器可测量可见光波段400nm~700nm的光量子流密度,不能准确区分LED组合光源的各种光质比例,已无法满足光生物学研究和植物工厂生产的实际需要。本文提出一种多通道光合有效辐射传感器,通过模拟植物窄带光谱响应的传感器同时测量红光、蓝光光量子流密度,其成本低、便携,适用于应用LED补光的光伏农业大棚和植物工厂应用。大量传感器组网,可以采集植物生长的光配方数据和实现光照智能控制、对规模化的植物工厂光质需求数据积累与降低能耗意义重大。     

弓网燃弧检测装置定标及其最小功率密度测量

针对为了燃弧检测装置的准确标定,搭建了一套燃弧检测装置定标实验平台,采用替代法对燃弧检测装置进行了光谱响应度的标定与最小功率密度的测量,分析了不确定度对实验数据进行运算分析,得到了对应波段的光谱响应度,通过细分法与等效面积方法相结合得到了250 nm~270 nm波段内燃弧检测装置的最小功率密度,并综合分析光谱响应度、最小功率密度、滤光片光谱透过率之间的关系,发现在滤光片透过率较高的波段内,燃弧检测装置的最小功率密度较小(即燃弧检测装置的灵敏度较好),最后对实验不确定度进行统计得到实验组合不确定度约为3.06%。燃弧检测装置的准确标定对于弓网维护提供实际指导意义,为后续的牵引供电系统检测进一步研究奠定基础。     

光收发模块灵敏度测试方法探讨

针对光收发模块接收端灵敏度测试时间较长的问题,提出了先通过最小二乘法拟合出接收光功率与误码率的关系曲线,再利用该曲线通过外推法来近似估算基于PIN的光接收器灵敏度的方法。介绍了基于该方法的自动测试系统的架构,测试程序的执行流程和算法实现以及测试步骤。测试过程及结果表明,该测试系统在控制测试误差的基础上大大提高了测试效率。     

基于LabVIEW的光栅单色仪波长标定装置

为研究在光谱响应度测量中使用的精密光栅单色仪McPherson的Model207的波长特性,介绍了为此建立的基于LabVIEW的光栅单色仪波长标定装置系统。通过RS232与GPIB总线接口将装置的各自动控制部件连接到计算机,实现光谱的自动标定;针对光栅单色仪的性能研究,编写了对应的性能实验程序;在程序中给出了对采集的数据进行处理分析。通过实验得到单色仪波长准确度能达到0.02nm。     

大气压液体阴极等离子体中O原子和OH自由基的特性

为更好地理解液体阴极放电等离子体的性质,建立了一种基于液体阴极放电的大气压等离子体的发生装置。测量了200~900 nm光谱范围内的发射光谱,观察到了强度较高的波长为656.8 nm的Hα谱线、波长在309 nm附近的OH(A-X)谱带、在337 nm附近的N2(C-B)谱带,以及强度较弱的波长为777.2 nm和844.6 nm的O原子谱线。并对这些激发物种的激发过程进行了说明,分析了等离子体光谱中含氧活性粒子(OH和O)的空间分布,计算了放电空间中不同位置的电子激发温度。研究表明,含氧活性粒子数目在液体阴极和金属阳极附近均有1个峰值;单一O谱线的2个峰值强度和单一峰值的2条O谱线的谱线强度均呈现交替变化的现象;OH谱线的谱线强度远大于2条O谱线,2者最大值相差2个数量级;靠近阴极区区域的电子激发温度较低,而正柱区区域的电子激发温度较高。