Trong phương pháp đo bức xạ, phép đo quang học và màu sắc, phép đo phân bố phổ điện (SPD) mô tả công suất trên mỗi đơn vị diện tích trên mỗi đơn vị bước sóng của một chiếu sáng (thoát khỏi bức xạ). Nói chung, thuật ngữ phân bố điện năng phổ có thể đề cập đến nồng độ, như là một chức năng của bước sóng, của bất kỳ lượng bức xạ hoặc lượng tử ánh sáng nào (ví dụ năng lượng bức xạ, thông lượng bức xạ, cường độ bức xạ, độ rạng rỡ, độ rọi, thoát rạng rỡ, radiosity, luminance, , cường độ ánh sáng, độ sáng, cường độ phát sáng)
Kiến thức về SPD rất quan trọng đối với các ứng dụng hệ thống cảm biến quang. Các tính chất quang học như độ truyền, độ phản xạ và độ hấp thụ cũng như phản ứng cảm biến thường phụ thuộc vào bước sóng tới
Vật lý của SPD
Về mặt toán học, để phân bố điện năng quang phổ của một lối ra hoặc chiếu xạ rạng rỡ, ta có thể viết:
trong đó M (λ) là độ mờ của ánh sáng (hoặc thoát ra) của ánh sáng (các đơn vị SI: W / m3 = kg · m-1 · s-3); Φ là thông lượng bức xạ của nguồn (đơn vị SI: watt, W); A là diện tích mà thông lượng bức xạ được tích hợp (đơn vị SI: mét vuông, m2); và λ là bước sóng (đơn vị SI: mét, m). (Lưu ý rằng sẽ thuận tiện hơn khi biểu diễn bước sóng của ánh sáng theo nano mét, sau đó thoát khỏi quang phổ sẽ được thể hiện bằng các đơn vị Wmm 2 nm -1) Khoảng xấp xỉ này có giá trị khi khoảng cách giữa các vùng và khoảng bước sóng nhỏ .
Tương đối SPD
CIE tiêu chuẩn chiếu sáng quang phổ phân phối quyền lực tham chiếu đến phản ứng photopic hình ảnh của con người
Tỷ lệ nồng độ quang phổ (chiếu xạ hoặc thoát ra) tại một bước sóng nhất định đến nồng độ của một bước sóng tham chiếu cung cấp cho các SPD tương đối. Điều này có thể được viết như sau:
Ví dụ, độ sáng của đồ đạc ánh sáng và các nguồn ánh sáng khác được xử lý riêng biệt, sự phân bố điện năng phổ có thể được bình thường theo một cách nào đó, thường là sự thống nhất ở 555 hoặc 560 nanomet, trùng với đỉnh của chức năng độ sáng của mắt
Trách nhiệm
SPD có thể được sử dụng để xác định phản ứng của một cảm biến ở một bước sóng nhất định. Điều này so sánh công suất đầu ra của cảm biến với công suất đầu vào như là một chức năng của bước sóng . Điều này có thể được tổng quát theo công thức sau:
Biết được sự đáp ứng có lợi cho việc xác định độ chiếu sáng, các thành phần vật liệu tương tác, và các thành phần quang học để tối ưu hóa hiệu năng thiết kế của hệ thống.
Nguồn SPD và vấn đề
Hình hiển thị tỷ lệ lớn hơn của ánh sáng xanh rải rác trong khí quyển so với ánh sáng đỏ.
Sự phân bố điện năng phổ trên phổ khả kiến từ một nguồn có thể có nồng độ khác nhau của các SPD tương đối. Sự tương tác giữa ánh sáng và vật chất ảnh hưởng đến tính chất hấp thụ và phản xạ của vật liệu và sau đó tạo ra một màu khác nhau với nguồn chiếu sáng
Ví dụ, sự phân bố năng lượng mặt trời tương đối của mặt trời tạo ra một màu trắng xuất hiện nếu quan sát trực tiếp, nhưng khi ánh sáng mặt trời làm sáng bầu khí quyển của trái đất thì bầu trời có màu xanh trong điều kiện ánh sáng ban ngày bình thường. Điều này xuất phát từ hiện tượng quang học được gọi là tán xạ Rayleigh tạo ra một tập trung các bước sóng ngắn hơn và do đó xuất hiện màu xanh.
Nguồn SPD và màu sắc xuất hiện
So sánh nhiệt độ màu của đèn điện thông thường
So sánh nhiệt độ màu của đèn điện thông thường
Phản ứng trực quan của con người dựa vào trichromacy để xử lý sự xuất hiện màu sắc. Trong khi phản ứng trực quan của con người tích hợp trên tất cả các bước sóng, sự phân bố điện phân phổ tương đối sẽ cung cấp thông tin mô hình hóa màu sắc khi nồng độ dải bước sóng sẽ trở thành các yếu tố chính đóng góp cho màu sắc cảm nhận.
Điều này trở nên hữu ích trong phép đo trắc quang và phép đo màu như thay đổi màu sắc cảm nhận với sự chiếu sáng nguồn và sự phân bố quang phổ và trùng hợp với sự biến đổi màu sắc thay đổi màu sắc của một vật thể.
Các trang điểm phổ của nguồn cũng có thể trùng với nhiệt độ màu sắc tạo ra sự khác biệt về màu sắc xuất hiện do nhiệt độ của nguồn