螢光材料為何測色準確性低?

2021-01-09 悅文天下

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為何兩臺相同品牌的分光測色儀,測定同一塊螢光材料數據差異那樣大?

而再去測量沒有螢光的材料數據又是一樣的?

本文試圖做一個詳盡描述。

一、顏色測量:

顏色測量包括光源顏色的測量與物體色的測量兩大類。物體色測量又分為螢光物體測量和非螢光物體測量。儀器測色包括分光光度法和光電積分法(也稱三刺激值法)兩種。(分光光度儀就屬於分光光度法儀器,例如Ci7,SF600,CE7000A等)

在實際生產和日常生活中,非螢光物體測色是比較多的,大多數分光儀也是為之而設計的,如前面舉例中的儀器。

對於螢光物體測色的問題,實質是:用「為測量非螢光物體而設計的儀器」來測量螢光物體出現了儀器間數據差異。

二、什麼是螢光:

要了解出現這種情況的原因還要了解螢光的本質和分類:螢光 nuorescence某些物質被某一波長或波段的輻射照射後,所發射出的不同於照射波長的光,稱為螢光。簡單說就是吸收了A波長的光,轉化為B波長的光,並發射了出來,實際表現是 B波長的光特別強。

螢光又分為」紫外激發螢光」和」可見激發螢光」。

吸收紫外輻射後產生的螢光叫作紫外激發螢光。比如增白劑就屬於紫外激發螢光;吸收可見輻射後產生的螢光叫作可見激發螢光。比如某些螢光紅、螢光黃。

三、螢光色的測量:

翻看文獻和書籍,根據資料的介紹螢光色的測量有一大難點:

總結起來就是:

1、螢光物體的反射曲線會受到測量光源的光譜功率分布的嚴重影響。

2、而非螢光物體是不會受到這個影響的,所以常規分光測色儀是不進行「測量光源」的光譜功率分布控制的。

四、要穩定的測定螢光物體需要以下條件:

用於測量螢光產品的光源必須符合D65的光譜功率分布,目的是讓測量結果與目測一致(D65光源下);

要測定其他光源下的螢光物體顏色,「測量光源」又要與其他光源的光譜功率分布一致了!

五、螢光材料測量方法有兩種:

①直接測量法,此時照明光源的光譜功率分布必須標準化並且要仔細控制;②分別測量某波長反射輻亮度因數和某波長的螢光輻亮度因數,然後根據光譜功率分布把它們結合起來。

六、就實踐來說:

對於「紫外激發螢光」(一般是螢光增白產品),常規高精度分光光度儀(例如Ci7,SF600,CE7000A)都可以精確測量,只是需要進行UV校正,具體方法不做描述,每種儀器有所不同。

而對於「可見激發螢光」,由於「材料吸收的用來激發螢光的總的光子數」會影響測量結果,而常規的分光光度儀是無法對光源的實際能量進行控制的,所以導致在光源能量波動時候,光譜功率分布發生變化,測量結果與波動之前大為不同;尤其是不同機臺之間(無論品牌是否相同)。

七、螢光色度計和實際操作:

嚴格來說測量"可見激發螢光"產品是需要用專門的螢光色度計來測量的;例如在徐海松老師《顏色信息工程》(第二版)p229,中就指出「雙單色儀」系統是測量螢光產品的有效辦法;由於設備較貴,目前只有某些科研機構會購買該種儀器;(注意「雙單色儀」中是雙單色器,不是我們常聽到的雙光束測量或雙分析器測量)。

對於一般公司產品評估,主要是為了進行樣本與標準的一致性比較,沒有必要購買螢光色度儀(除非有大量螢光產品或專門進行螢光產品生產)。

使用目前常規的分光光度儀也可以進行螢光樣本比較具體操作就是,在同一臺儀器先測量標準,再測量樣本,對比其數據;也就是同時對比。

八、總結:

1.螢光物體與非螢光物體對光的反射特性不同

2.螢光物體的「反射光譜」受光源的光譜功率分布影響 「注釋a」

3.螢光物體分為紫外激發螢光物體和可見激發螢光物體

4.常規分光光度儀是為非螢光物體的顏色測量設計的;

5.部分高級儀器也可以精確測量「紫外激發螢光物體」(如ci7800,ci7,ci6x,sf600等)

6.測量螢光物體顏色有專用的儀器,可使用雙單色儀法測量

7.使用同時對比法,用常規分光光度儀可以測量螢光物體顏色並做色差評判。

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