電光源的光色及光譜分析

2020-11-25 電子產品世界
  •   舞檯燈光的顏色主要來源於兩個途徑:電光原的光色電光源(或燈具)附加濾色片所引發的光色

      一、電光源光色及其光譜分析

      舞檯燈光中各種各類電光源百色齊放,亮豔紛呈,它們的顏色都統一冠之以相應的色溫或相關色溫,採用黑體的輻射溫度定量地科學表述光源的光色,數位化地表述生理上、心理上的視覺量是一大進步。

      舞臺照明用電光源主要有兩大類:熱輻射光源和氣體放電光源。歸屬於熱輻射光源類的有:滷鎢燈(滷素燈)、蒸鋁泡、白熾燈等,歸屬於氣體放電燈類的有:氙燈、金滷燈、螢光燈等。它們具有各自不同的光譜輻射相對能量分布,刺激人眼後,通常會呈現出不同的光色效應。但也存在著「同色異譜」現象,即不同光譜相對能量公布的光也會引發相同的顏色視覺,或曰相同的光色也可能有不同的光譜相對能量分布。

      某螢光燈(3200K)與滷鎢泡(3200K)的光譜相對能量分布,某螢光燈(5500K)與日光(5500K)的光譜相對能量分布。解讀這四條譜線,可以引發見解如下:

      1.不同的光淅擁有不同的光譜相對能量分布,呈現不同的光色,分別標註以不同的色溫3200KT 5500K。

      2.同色異譜現象客觀存在。兩種光源有相同的色溫,但兩者的光譜相對能量分布並不完全相同。

      3.色溫3200K光源的光譜分布中藍、紅光相對能量的比例較小,而色溫5500K光源的光譜分布中藍、紅光相對能量的比例有很大提升。

      4.滷鎢燈與日光的光譜相對能量分布曲線是連續的,是平滑過渡的,而螢光燈的光譜相對能量分布曲線有幾個波峰,間夾著幾條強烈輻射的線光譜,它們是幾種螢光粉化學元素的特徵譜線。

      雖然螢光燈與相應的滷鎢燈或日光的光譜相通能量分布曲線的走向大體相同,但光譜分布的細節仍有差異,有的波段的差異還是很大的。儘管它們標以相同的色溫3200K或5500K,然而在其背後仍隱含著兩者的區別:

      (1)滷鎢燈、太陽與黑體一樣,都是熱輻射光源,它們的色度點就是在色度圖的黑體軌跡上,而螢光燈與黑體不同,是氣體放電燈,它的色度點偏離黑體軌跡線,只是表明其與3200K或5500K色度點最為接近,才標註以色溫3200K或5500K。為了區分兩者的這種差異,氣體放電光源的顏色冠之以「相關色溫」。

      (2)標註相同色溫的熱輻射光源和氣體放電光源產並不擁有相同的顯色性。由於螢光燈具有顯著的線光譜分布特徵,通常它們的顯色指數低於同色溫的熱輻射光源。

      鏑燈(一種金屬滷化物燈)的光譜相對能量分布曲線圖,顯見,整個光譜範圍由連續光譜構成的基礎上間夾著幾處光譜輻射很強的線光譜,藍、紅光的相對比例較高。鏑燈的色溫在5000K-600K之間,其光譜分布與日光相近,但顯色性不及日光,其顯色指數在80-90之間。它是一種高色溫、高顯色性、高光效的氣體放電燈,完全滿足於舞臺、影視燈光領域的技術要求,顯現出越來越廣闊的應用前景。

      氙燈光譜相對能量分布曲線,其光譜分布與日光十分接近,整個光譜範圍是連續光譜,僅在480nm左右有一小波峰,具有更強的輻射能量。由此不難推斷:氙燈也是一種高色溫的電光源,色溫約為5500K,具有優異的顯色性能,其顯色指數可高達94。氙燈優秀的綜合性能在氣體放電燈中出類拔萃,它在高光度遠射程追光燈、投影燈、投光燈中的研發、應用早已開花結果。

      當舞檯燈光進行漸明漸暗調光時,光源的光色和色溫會產生相應的變化,表明其光譜輻射相對能量分布改變了。例如,滷鎢燈從額定電壓值下調光時,光參數的變化規律是:光亮度和色溫逐漸降低,光色漸漸向紅色方向漂移,反之,當工作電壓推升時,光亮度和色溫都會提高,光色從紅折色向黃白色漸變,在燈前配置色片的情況下,運用調光或非額定電壓工作狀態時,要考量光源色溫變化連帶引發色光變化的大趨勢。

      二、色光及其光譜分析

      燈光的顏色可能實現轉換,最簡單,最實用,最常用的方法是在光源(或燈具)前配置特製的濾色片,便能獲得新的光色。

      濾色片有兩大類:色溫轉換濾色片(或稱色溫較正濾色片)和彩色燈光濾色片。濾色片具有對光有選擇性吸收的光學特性,如濾色片介質對可見光譜各波長的光具有不同比例的吸收,改變了光源的光譜相對能量分布,其透射光刺激人眼會誘導出不同於光源的光色效應。不同色品的濾色片擁有各自不同的光譜透射率曲線,傳達出它們不同選擇性吸收的光學特性。

  • 相關焦點

    • 光源的光譜、色溫和顯色性
      光,特別是『白光』,都是由各種波長的光混合而成,不同的波長對應不同的顏色;一種光中有哪些成分、強度各多少,反映在有橫軸、縱軸的圖表上,便是所謂的『光譜』。光譜就像是光的素描,一種光有啥特點,大致能在光譜上得到反映,若我們只關注這幾個參數,那麼可以簡單粗暴的說:光譜決定一切,它一變,其他各項必然改變;其中一項有個高低增減,光譜也隨之上下左右,可謂牽一髮而動全身。其中光譜最飽滿的便是陽光,各波長的分布連續而均勻;其次是白熾燈、滷素燈和暖色 LED 燈,之後便是冷色 LED 燈,光譜最瘦小的是螢光燈,波長分布斷斷續續。
    • 光譜分析
      原子吸收光源中部分波長的光形成吸收光譜,為暗淡條紋;發射光子時則形成發射光譜,為明亮彩色條紋。兩種光譜都不是連續的,且吸收光譜條紋可與發射光譜一一對應。每一種原子的光譜都不同,遂稱為特徵光譜。原子光譜法是由原子外層或內層電子能及的變化產生的,他的表現形式為線光譜。
    • LED光源光譜特性與使用的基本認知
      因此,對於自己能發光的物體(例如太陽),人們能看到它的顏色,取決於它發射出的SPD和人眼的光色感度;而不能自發光的物體,就只能反射光線,此時物體的顏色,與光線的SPD有很大關係。陽光的SPD很全,照射出的草莓是紅色的,因為它吸收了其他顏色的光,反射出紅光。如果光源的光譜功率分布(SPD)沒有紅色,那麼無論什麼顏色光的照射,草莓都是黑色的,確切說應該是暗色的。
    • 電光源的參數:光通量 色溫 顯色性 照度
      光通量是指電光源在一定單位時間內,向所在空間所輻射的能通量,光通量的單位是流明。光通量不是指光源發光所需的電源功率,而是指肉眼能夠感覺到的光功率。發光強度是指光源在單位球面度內所發出的光的光通量,可以理解為光功率的空間密度,單位是坎德拉Cd,用I表示。色表是指肉眼直接觀察光源所散發出光的的顏色。需要使用色溫計量。
    • LED護眼檯燈黑科技-接近太陽光的全光譜SUNLIKE光源
      今年的法蘭克發展上很多品牌也對光與健康、光與建築等大課題上給出了各自的見解和產品方案。但這條路,任重、道遠,需要行業內外的大家共同努力。護眼檯燈網上熱議的高顯色、RG0、頻閃、防眩光,國AA級照度、均勻性也是健康照明的一個體現。 對於護眼檯燈而言,高顯色和RG0事由LED光源決定的。防眩光,國AA級照度、均勻性是由配光決定的。
    • LED照明與光色測量基礎知識
      根據光譜輻射通量Φ(λ),由下式可確定光通量:Φ=Km■Φ(λ)gV(λ)dλ式中,V(λ)—相對光譜光視效率;Km—輻射的光譜光視效能的最大值,單位為Lm/W。1977年由國際計量委員會確定Km值為683Lm/W(λm=555nm).
    • 各種光源的發光效率對比分析
      打開APP 各種光源的發光效率對比分析 發表於 2018-06-04 08:52:05   什麼是光源
    • LED光源的光譜調諧詳解
      假如讓消費者來描述完美的光源特性,那麼你可能會在他們的描述中聽到需要能量最低、光輸出和顏色可調、使用時間很長等等各種各樣的理想特性。
    • 升譜光電尹輝:四大途徑提升LED光源光品質
      在2月20日由集邦諮詢旗下LEDinside和CNLED網(原「中國LED網」)聯合舉辦的2017首席顧問行情分析會(上海站)上,升譜光電副總經理、封裝事業部執行總經理尹輝在其以「光品質智能照明時代下的LED光源封裝技術與應用」為主題的演講中提到。 高光品質表現在能夠真實還原物體顏色以及更好表現真實物體。
    • LED基礎知識:光色的測量(圖解)
      能量級差大小不同,產生光的頻率和波長就不同,相應的光的顏色就不同。根據光譜輻射通量Φ(λ),由下式可確定光通量。  式中V(λ)為相對光譜光視效率,Km為輻射的光譜光視效能的最大值,單位為lm/W,1977年由國際計量委員會確定Km值為683lm/W(λm=555nm)。
    • 常用電光源的分類
      凡可以將其他形式的能量轉換成光能,從而提供光通量的設備、器具統稱為光源;而其中可以將電能轉換為光能,從而提供光通量的設備、器具則稱為電光源。常用的電光源有:①熱致發光電光源(如白熾燈、滷鎢燈等);②氣體放電發光電光源(如螢光燈、汞燈、鈉燈、金屬滷化物燈等);③固體發光電光源(如LED和場致發光器件等)。
    • 基於白光LED光源的光譜調諧
      假如讓消費者來描述完美的光源特性,那麼你可能會在他們的描述中聽到需要能量最低、光輸出和顏色可調、使用時間很長等等各種各樣的理想特性。
    • 什麼樣的LED光源才能用作可見光通信
      LED燈具顏色特徵參數可以由光譜功率分布(SPD)來計算。SPD是相對於光波長的輸出強度分布的數學表達,可以提供關於光譜組分的詳細信息。在LiFi系統中,隨著LED的驅動電流變化,SPD會有偏差。偏差的SPD能導致感知的色點漂移並且會影響顏色的顯色特性,而LiFi中的特殊調製技術會更加容易受顏色質量退化的影響。
    • 「乾貨」超高功率LED光源+光遺傳學等技術,會產生什麼火花?
      Prizmatix主要使用高NA值的POF光纖或者液態光波導,實現很高的轉換效率。3,LED光源在新興技術上的應用我們一起分享幾個利用超高功率LED光源解決實際問題的具體案例。應用1. 電壓敏感染料成像2. 高光譜成像3. 光遺傳學和斑馬魚4. 培養箱內的光刺激5.
    • 「乾貨」超高功率LED光源+光遺傳學等技術,會產生什麼火花?
      2,選擇適合的LED光源在考慮將螢光顯微鏡升級為LED光源時,有哪些事情需要注意呢?有些問題是很明確的,比如選擇一個特定的光譜。通過HSI分析確認了AgNP的身份。Prizmatix CombiLED光纖耦合LED光引擎使用二向色鏡結合了多個高功率LED,並將輸出耦合到光纖或光導中。其中一個重要應用領域就是高光譜顯微鏡(Hyperspectral-Microscopy imaging,HSI)。
    • 電光源顏色特性
      光通量:光源每秒種發出的可見光量之和,簡單說就是發光量。單位:流明(lm);照度:單位面積內入射的光通量,也就是光通量除以面積所得到的值。單位:勒克司(lux),照度 分為水平照度和垂直照度。水平照度為光通量入射水平表面的照度,垂直照度為光通量入射到垂直面的照度。
    • 分享光譜分析小史
      複色光經過色散系統分光後按波長的大小依次排列的圖案,如太陽光經過分光後形成按紅橙黃綠藍靛紫次序連續分布的彩色光譜.有關光譜的結構,發生機制,性質及其在科學研究、生產實踐中的應用已經累積了很豐富的知識並且構成了一門很重要的學科~光譜學.
    • 照明科普:一篇文章讓你看懂所有電光源光譜
      照明科普:一篇文章讓你看懂所有電光源光譜 2019-08-30 09:05 來源:澎湃新聞·澎湃號·政務
    • 【名師講堂】——原子發射光譜分析
      :在正常狀態下,元素處於基態,元素在受到熱(火焰)或電(電火花)激發時,由基態躍遷到激發態,返回到基態時,發射出特徵光譜(線狀光譜) 。 光源的特性在很大程度上影響著光譜分析的精密度、 準確度和檢出限。 要求:激發能力強,靈敏度高,穩定性好,結構簡單,操作 方便,使用安全。 常用激發光源:直流電弧、交流電弧、電火花和電感耦合等 離子體光源。
    • 專注太陽光譜LED,巨宏光電致力打造光科技生態化
      從最初的亮度和色溫,到光的顏色和顯色效果,人們越來越重視光品質的提升和對光的體驗。於是,「太陽光譜」概念走紅。 目前,許多LED大型廠商已著手進行太陽光譜LED的研發,並且已經推出了產品,比如國星光電的Eyelove品牌健康照明部品、首爾半導體的Sunlike系列等。