可见波段LED光谱标准灯的研制

刘 慧，魏 岚，赵伟强，闫劲云，吴薛平，姜 琳，苏 颖

(1.中国计量科学研究院，北京 100029；2.厦门信达光电物联科技研究院有限公司，福建 厦门 361003)

引言

用于光辐射量值保存和传递的标准灯是光辐射测量中的重要标准器，性能优良的标准灯是保证光辐射量值一致统一的基础。长期以来由于缺少在可见波段的蓝端光谱功率足够大的标准光源[1]，使得380～450 nm 波段的测量不确定度明显高于其他波段，不能满足电光源、生物、材料、航空领域和科学研究等对高精度测量的需求。

LED光源的光谱具有可调制的特点，可以通过一定的方法增强蓝端的光谱功率，这为新型标准灯的研制提供了一条新的技术途径。然而市场上出售的普通白色LED 的光谱不能完全覆盖380～780 nm,在420～720 nm波段以外能量很低[2]，仅适用于光度量值的传递。因此，为提升白色LED 在420～720 nm波段以外的能量，本研究采用6种不同峰值的LED，并配备专用的荧光粉，将白光LED 的光谱拓展至整个可见光范围，尤其是提高了蓝端的光谱功率。这种宽波段的白色LED 代替白炽灯进行光谱总辐射通量、辐射照度、辐射亮度的量值传递，或作为参考光源用于探测器相对光谱灵敏度的标定,在蓝端能有效地降低测量结果的不确定度。

1 标准灯现状

光辐射测量标准器伴随着人工照明光源的发展而发展。1860年人类历史上最早的光辐射测量标准器“蜡烛”诞生了，特制的蜡烛在一定的条件下点燃，规定火焰水平方向的发光强度为1 cd。之后使用液体染料的“卡索尔灯”和“赫夫纳灯”出现了，1909年美、英、法三国协议用一组45支碳丝白炽灯来保存发光强度的单位，从那时起白炽灯便成为光辐射测量的标准器，由于其良好的量值再现性和长期稳定性，一直沿用至今。……