用国产单色仪快速组织自动光谱辐射计

本文介绍了国产单色仪快速组织自动光谱辐射计的方法及其方法。应用该系统可测量光源或辐射源的光谱辐射特性,进而得到当代评价光源的重要技术参数;三刺激值,色温,相关色温,显色指数等。     

发光二极管用于光度测量的表征和颜色增强

发光二极管(LED)光源和发光体的光度测量表征的新标准要求光度和色度量的测量值.本文研究了不同光谱和不同色温下的一些LED光源在光度计和色度应用中的表现.这项研究依赖于这些不同类型的LED混合光谱来增强显色指数(CRI),以尽可能接近标准源.LED光源表征需要一些光度和色度的评价数量,如光通量(?),色度坐标(x,y)和(u′,v′),相关色温(CCT)和显色指数(CRI).     

发光二极管用于光度测量的表征和颜色增强（英文）

发光二极管(LED)光源和发光体的光度测量表征的新标准要求光度和色度量的测量值。本文研究了不同光谱和不同色温下的一些LED光源在光度计和色度应用中的表现。这项研究依赖于这些不同类型的LED混合光谱来增强显色指数(CRI),以尽可能接近标准源。LED光源表征需要一些光度和色度的评价数量,如光通量(Ф),色度坐标(x,y)和(u′,v′),相关色温(CCT)和显色指数(CRI)。     

光源显色指数的计算方法研究

光源的色温(相关色温)和显色性是评价光源的颜色特性的重要参数。通常情况下,用显色指数来评价光源显色性。计算显色指数是一个烦杂的过程,比较了三种计算光源显色指数的方法,鉴于标准的计算显色指数的方法需要庞大的数据表,特征矢量法引入的大量计算,和沃尔特斯法中拟和系数不准确性等等缺点,通过对这几种方法的综合得到一种更简便易行的计算方法。     

基于MG-Y型可调谐半导体光源的光纤光栅解调系统研究

介绍了一种基于调制光栅Y分支(MG-Y)可调谐光源的光纤光栅解调系统。该系统由可调谐光源控制系统和光电探测电路组成。光源系统由ARM处理器对单片集成恒流源芯片和高精度温度控制芯片控制;光电探测电路是由光电二极管和高动态范围的对数放大电路组成,用于接收光纤光栅反射信号。针对基于可调谐扫描光源的硬件系统研究,提出采用波长计实现查找表的方法,构建了"波长-电流"精确转换模型,实现了光纤光栅解调仪的装配与调试。实验对可调谐光源进行测试,该光源在1 527～1 567 nm光谱范围能够按照20 pm间隔依次输出2 001个激光,扫描波长间隔偏差最大为8 pm,功率波动小于4.5 dBm;在F-P标准具验证实验中,解调仪能够对40 nm范围内的52个反射峰实现分辨。     

水靶激光等离子体光源11~20 nm波段光谱实验

实验以水为靶材,Nd:YAG激光器为照射激光构成激光等离子体光源,产生软X射线-极紫外辐射。利用McPHERSON 247型掠入射软X射线-真空紫外单色仪、AXUV100硅光电二极管,测量了11~20 nm波段水靶激光等离子体光源的光谱。实验表明,在11~20 nm波段水靶激光等离子体光源存在多条线谱,均由水中氧离子电子跃迁产生。所用单色仪光谱分辨率Δλ≤0.075 nm,波长扫描间隔0.5 nm。另外,采用在喷嘴处加热的办法,很好地解决了水进入真空系统后绝热膨胀与蒸发过程中温度骤降而结冰的问题,有效地抑制了喷射距离缩短,克服了等离子体对喷嘴腐蚀严重的问题。     

反射积分球建模及分析

从反射积分球模型入手,建立待测样品反射率同积分球及光源相关参数的关系,分析非中性对反射积分球模型的影响。将反射率验证转换为光谱辐射出射度验证,通过实际测量对比,验证了积分球出口处的光谱辐射出射度。结果表明:400～700nm波段,反射积分球模型与实验测量值基本一致,非中性的影响较小;700～1 000nm波段,非中性模型较普通模型相对误差较小。另外,500～850nm波段非中性模型相对误差优于5%。     

老年人视觉健康对照明要求的研究进展

随着人们生活水平的提高,老年人的视觉健康得到了越来越多的关注。从老年人生理、心理两个方面,探讨了老年人对照明的要求。通过对老年人视觉数据的分析,发现老年人生活环境的照明要求应满足:照明光源相关色温在3 300K以下;照明光源的显色指数(Ra)不小于80;亮度选择在2 000cd/m~2以下(尽可能在1 000cd/m~2以下);眩光值应小于19;对于波长宜选择橙色波段(595~620nm)的光。满足这些照明要求可让人感到舒适、轻松,并在一定程度上可以使人更加有精神。     

基于多光源的光谱分布可调谐光源系统

针对定标光源和遥感器在轨探测目标的光谱非匹配对空间光学遥感器实验室辐射定标精度的影响,设计了一种基于发光二极管（LED）和基底光源的光谱分布可调谐光源。采用该光源模拟了典型地物目标光谱,用于遥感器的实验室绝对辐射定标,大幅降低了光谱非匹配带来的影响。首先,从理论上分析了光谱非匹配影响遥感器绝对辐射定标精度的机理;然后,根据设计指标确定了光源的设计方案,解决了光源的选型与光谱匹配算法设计、光谱分布可调谐光源驱动和控制系统、目标光谱匹配与光谱反馈调整、光谱分布可调谐光源光机设计等四项关键技术问题;最后,对光源进行了性能测试。测试结果显示：等能光谱和6 000 K黑体光谱的光谱匹配误差分别为6.37%和8.76%,出光口的辐照度非均匀度为0.53%,30 min内的辐照度不稳定度为0.03%,水平方向±30°内的辐亮度角度非均匀度为0.80%,各波长处光谱辐亮度值均高于0.07 W/（m²·sr·nm）,410~900 nm波段积分辐亮度为58.3 W/（m²·sr）,均满足设计指标。     

宽谱段空间外差干涉光谱仪

研究了基于中阶梯光栅多级衍射特性实现谱段展宽的宽谱段空间外差干涉光谱仪的基础理论和系统设计方法。阐述了宽谱段空间外差干涉光谱仪的特点,分析了仪器性能指标(光谱分辨率、光谱范围、视场、信噪比、衍射级次等)与初始光学和电子学参数(光栅、视场棱镜、成像系统、探测器等)之间的理论关系。然后,设计并搭建了宽谱段空间外差干涉光谱仪实验平台,该系统的理论光谱分辨率为0.173cm-1@16 950cm-1,光谱区为500~700nm。最后,给出了激光(543.5nm、632.8nm)、Na灯(589nm、589.6nm)、Hg灯(576.96nm、579.07nm)光源的宽谱段实验结果,其复原光谱的平均波数采样间隔为0.17cm-1;光谱复原过程中采用三角切趾函数,平均光谱分辨率为0.39cm-1。实验结果与理论设计符合良好,且复原谱各级次之间的对应关系与光栅方程确定的理论关系完全符合。     

光学器件光谱透过率反射率实时测量系统的研制

研制了一种用于光学器件光谱透过率反射率实时测量的自动化光谱检测系统,整个系统实现了对光学器件进行透过率、反射率的在线测量,同时还可对光源进行光功率、色度等的自动检测工作。围绕该检测系统的研究背景、硬件组成、软件实现和应用前景展开了全面讨论。该系统的单次测量周期小于0.3s,可测量的光谱范围为200nm～1100nm,测量精度可达0.5%,采样间隔实时可调。     

基于选择最优滤光片的多光谱成像系统的研究

研究了基于选择最优滤光片多光谱成像系统优化问题,采用了优化的滤光片组合,组建了一个六通道的多光谱成像系统。利用提出的基向量和多项式组合的方式重构光谱数据,成功重建出博物馆、美术馆等展览馆常用的两种典型光源模拟器D65和A光源下油画的光谱反射率,并以光谱均方误差和色差综合误差评价成像质量。对两种光源下重建结果分析可得,最优滤光片的选取与光照环境密切相关。根据光照环境不同采用选取出的最优滤光片可得到最好光谱成像图,并且能在光谱和色度上都达到较高精度。     

数字电影滤光反射镜光谱设计

为了满足数字电影光学系统色温要求及提高光源能量利用效率,降低设计及光学薄膜镀制难度,计算了色温变化小、光源利用效率高的可见光高反射光谱波段。根据椭球滤光反射镜的工作原理及滤光薄膜的光谱特性,结合氙灯光源光谱及人眼的视觉函数,分析了可见光不同光谱波段对系统光效率及色度坐标的影响。获得了可见光波段光效利用率高,色度参数变化小的波段范围,解决了数字电影反光镜滤光薄膜可见光高反射波段初始设计问题。由滤光薄膜设计及镀制结果得到,405～690nm波长范围可作为数字电影滤光反射镜薄膜高反射区域,相比与氙灯光源光谱,x、y色度偏差不超过0.001,理论反射光光效率达99%以上。     

YAG投影管光谱测试系统

介绍了一种基于光谱辐射计法—微机控制下的光谱测试系统的设计。该系统主要用于测试 YAG投影管的光谱及色度参数 ,测试结果表明该系统具有精度高、测试速度快和易于操作等特点 ,也表明了 YAG三色投影管所复现的颜色能满足彩色电视的要求     

多角度下蜡染布料的多光谱成像研究

在400~720 nm波段范围,采用基于液晶可调谐滤波器(LCTF)和CMOS相机组合的多光谱成像系统对蜡染的布料进行每隔5 nm成像。讨论了多光谱成像的基本原理和多角度下彩色图像的实现过程,并且通过计算光谱反射率展示了光谱合成颜色的基本方法。对再现后的橘色、绿色、白色、蓝色、黄色、黑色六种颜色色块进行多角度下明度值、彩度值的分析。实验结果表明,六种颜色的明度值均呈现正态分布,并且通过计算六种颜色色块的色品坐标值a~*、b~*和彩度c_(ab)~*的均方差,得出在一定的范围内,六种颜色的色品坐标a~*、b~*近似不随角度变化,其中蓝色和黑色随角度的变化更小,近似于一条直线。     

一种快速测量LED空间色度和光度分布的新技术

LED照明产品的空间色度和光度分布是衡量其产品质量的一项重要指标,但传统的空间色度测量技术光谱采集耗时长、效率低,因此研究一种快速精确测量LED空间色度和光度分布的技术显得尤为重要。基于对测动一体空间光谱同步扫描技术、智能精确采样间隔判定技术和LED空间颜色分布综合分析技术的研究,构建了一套快速测量LED空间色度和光度的测量系统。实验结果表明,该系统较之传统测量系统,在确保精度的基础上,测量速度有较大提高,有效地提升了空间测量的效率。     

自动光谱辐射计光电系统线性及色座标精度的测量方法

线性度与色座标测量精度是光源分光测色仪器的主要技术指标。本文介绍了一种测量自动光谱辐射计光电测量系统线性特性以及仪器色座标精度的方法     

浊度仪中两种不同光源对浊度测量的影响研究

针对现今国际上两种测量浊度标准(USEPA180.1和ISO7027),分析了两种标准所规定选用的浊度仪光源的优缺点,并进行了实验数据比较。得出了采用峰值波长在400~600nm的卤素钨灯为浊度仪光源时,测量结果受色度的影响较大;而采用峰值波长在860nm左右的红外光LED时基本不受水样中色度的影响。     

光纤色散法测量闪烁体脉冲光谱

提出了一种利用光纤波长色散测量脉冲光谱的方法.由于具有较宽光谱的脉冲光在一定长度的光纤中传播时会发生波形展宽,需要根据测量和标定结果校正展宽的波形才能得到光源的实际光谱曲线.标定时首先利用ps级脉冲光源对测量系统进行时间响应标定,得到系统的时间响应函数;接着测量不同波长光的走时,得到不同波长的群折射率;最后测量光纤中的光谱衰减,得到各种波长的相对衰减或传输效率.利用以上3个标定结果,对波形进行数字逆卷积,并进行走时校正和衰减系数校正,即可对所得到的波形进行恢复.经实验测量和数据处理,得到了一种红光闪烁体的发光光谱曲线,其中心波长与用其他方法测到的中心波长的差小于2 nm,谱线形状基本一致.研究显示,在脉冲光的脉冲宽度远小于其色散展宽时,可以利用光纤的波长色散对脉冲光的光谱进行测量.