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熒光材料的顏色測量
閱讀：994 發(fā)布時(shí)間：2015-11-17
- 熒光材料是由金屬（鋅、鉻）硫化物或稀土氧化物與微量活性劑配合經(jīng)煅燒而成。顏色一般為無色或淺白色，是在紫外光(200～400nm)照射下，依顏料中金屬和活化劑種類、含量的不同，而呈現(xiàn)出各種顏色的可見光(400～800nm)。熒光材料吸收一定波長的光，并立刻向外發(fā)出不同波長的光，稱為熒光，當(dāng)入射光消失時(shí)，熒光材料就會立刻停止發(fā)光。更確切地講，熒光是指在外界光照下，人眼見到的一些相當(dāng)亮的顏色光，如綠色、橘黃色、黃色，人們也常稱它們?yōu)槟藓绻狻?br> 隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，人們對熒光的研究越來越多，熒光物質(zhì)的應(yīng)用范圍越來越廣。熒光物質(zhì)除用作染料外，還在有機(jī)顏料、光學(xué)增白劑、光氧化劑、涂料、化學(xué)及生化分析、太陽能捕集器、防偽標(biāo)記、藥物示蹤及激光等領(lǐng)域得到了更廣泛的應(yīng)用。因此，研究和討論熒光材料的顏色測量具有重要的意義。
根據(jù)斯托克斯定律( Stockes’law) ，當(dāng)熒光物質(zhì)吸收了入射的輻射能量之后，被激發(fā)的熒光分子在返回基態(tài)時(shí)就會發(fā)射出比吸收的入射波長更長的輻射。當(dāng)目視觀察被光源照明的熒光材料時(shí)，人眼將看到可見區(qū)范圍內(nèi)的全部光譜輻射,即同時(shí)觀察到材料對光源的反射(或透射)光譜和材料的熒光發(fā)射光譜。因此，采用物理方法測量熒光材料的顏色時(shí),其測量結(jié)果必須與目視評價(jià)一致,否則會得到錯誤的結(jié)論。杭州彩譜科技有限公司*國內(nèi)分光測色儀先河，自主研發(fā)生產(chǎn)了分光測色儀，并不斷提高技術(shù)，zui近研發(fā)的新品分光測色儀CS-650采用氙燈光源，光譜覆蓋比分光測色儀系列中其他測色儀要廣，測量波長范圍為360~740nm，能夠測量熒光材料的顏色。
常用的熒光材料顏色測量方法有單色光激發(fā)測量法和復(fù)合光照射測量法。
一、單色光激發(fā)測量法（如下圖）
原理是通過激發(fā)單色儀給樣品以某一特定波長μ的單色光照射，然后用分析單色儀來測量可見波段各波長λ的輻亮度因數(shù)β(λ,μ)。對于不同的入射波長測得相應(yīng)的輻亮度因數(shù)β(λ,μ) ，可得當(dāng)入射輻射光譜分布為S(μ)時(shí)，熒光材料在波長λ的反射和發(fā)射的相對光譜分布R (λ)
由上可得熒光材料的三刺激值
二、復(fù)合光照射測量法
復(fù)合光照射測量法的特點(diǎn)是激發(fā)光源由復(fù)合光源直接照明。直接測得熒光材料在測試所用光源照射下的光譜輻亮度因數(shù)β(λ)，從而計(jì)算出三刺激值。結(jié)果只局限于特定光源照射的客觀效果，無法推算在另一光源下此熒光材料的顏色特性。
復(fù)合光照射測量法原理（如下圖）：
2.1光電積分法
實(shí)際的熒光材料測色系統(tǒng),可以有各種具體的結(jié)構(gòu)形式。如下圖所示，這是利用積分球光學(xué)幾何條件d /0測量熒光材料全光譜輻亮度因數(shù)(即熒光樣品的反射和發(fā)射光譜輻亮度因數(shù)的總和)的系統(tǒng)原理圖，儀器采用氙燈D65模擬器,使標(biāo)準(zhǔn)和樣品得到復(fù)色光照明,兩束測試光由單色儀先后接收,zui后獲得測量數(shù)據(jù)。
2.2分光測量法
然而,在實(shí)際應(yīng)用中要模擬標(biāo)準(zhǔn)照明體的光譜分布并非易事，特別是要模擬標(biāo)準(zhǔn)D65更為困難。因此,以上采用一個單色儀的測量方法精度較低，且其所獲得面地反映熒光材料的性能。為了克服上述缺陷,可以采用雙光路分光測量系統(tǒng)，在光路中增加光譜儀，將全光譜光源通過光柵按不同波長進(jìn)行分光，得到每個波長下樣品的反射光的光譜輻亮度因數(shù)，與光源的光譜輻亮度因數(shù)對比之后，可以計(jì)算出熒光樣品的色度參數(shù)。
下圖為采用雙單色儀系統(tǒng)測量熒光材料的例。該方法需要光譜儀和光電探測器的光譜響應(yīng)特性,而利用標(biāo)定過的光源、標(biāo)準(zhǔn)白板和光電探測器,就可以確定其光譜響應(yīng)特性。
彩譜分光測色儀CS-650采用復(fù)合光照射測量法中的分光測量法，照明光源為脈沖氙燈，可實(shí)現(xiàn)的測量光源包括A, C, D50, D55, D65, D75, F1, F2, F3, F4, F5, F6, F7, F8, F9, F10, F11, F12, DLF, TL83, TL84, NBF, U30, CWF，完夠滿足對熒光材料進(jìn)行地顏色測量的要求。