PDF《发光性能∗》

2014 中国物理学会 Chinese Physical Society http://wulixb.iphy.ac.cn 077803-1 物理学报Acta Phys. Sin. Vol. 63, No.

7 (2014)

077803 璃发光颜色、 色温及显色指数的适于人类生活工作 的白光光源.

2 色温及显色指数的计算 色品坐标的计算方法如下: X =K ∑ φ(λ) * ? x(λ) * ?λ, (1) Y =K ∑ φ(λ) * ? y(λ) * ?λ, (2) Z =K ∑ φ(λ) * ? z(λ) * ?λ, (3) K =

100 ∑ Ss(λ) * ? y(λ) * ?λ , (4) 其中, X, Y , Z 是三刺激值, K 是亮度归一化系数, Ss(λ) 是参照光源 (自发光物体) 或照明光源 (非自 发光物体) 发射的相对光谱功率分布, φ(λ) 为发光 玻璃的相对光谱功率分布, ? x(λ), ? y(λ), ? z(λ) 是光谱 三刺激值函数, ?λ 是波长间隔, λ 为波长, 通常在 380―780 nm 之间. 1960UCS色品坐标计算如下: ? = 4X X + 15Y + 3Z , (5) υ = 6Y X + 15Y + 3Z , (6) 其中, ?, ν 为光谱的色品坐标. 2.1 相关色温计算 得到试样发射光谱的色品坐标 ?k, νk 后, 按下 述步骤计算相关色温. 1) 在2500―20000 K 之间, 取一色温T, 代入(7) 式, 得到该色温黑体光谱功率分布, 再用 (1)―(6)式计算其色品坐标?r, νr, M(λ, T) = C1λ?5 (exp(C2/λT) ? 1)?1 , (7) 其中, ?r, νr 为黑体光谱功率分布色品坐标, T 为 黑体的绝对温度 (又称色温), e 是自然常数, 约2.718282, C1 = 2πhc2 = 374.150 W・nm2 , C2 = hc/k = 1.4388 *

107 K・nm, h 为普朗克常数, c 为 真空中光速度, k 为波尔兹曼常数. 2) 按(8) 式计算 UCS 图上的相关色温等温线 Lt 的方程 Lt =(U ? ?r) * (υr ? 0.2201) ? (V ? υr) * (?r ? 0.3097), (8) 其中, U, V 为直线方程变量. 3) 用点到直线的距离公式算出 ?k, νk 到直 线Lt 的距离 Dt, 如果 Dt >

1 * 10?5 , 则优选或 对折方法再取另一 T 值, 重复 1)―3) 过程;

如果 Dt

1 * 10?5 , 则试样发光光谱的相关色温为T. 2.2 显色指数的计算 1) 测得待评光源的光谱 φ(λ) 并算得其色品坐 标?k, νk. 2) 找出离待评光源色坐标最近的参照光源, 得到?r, νr. 3) 设待评光源的 Y 为100, 算得其照射下

15 种试验色样品反射光谱的颜色空间指数Wki, Uki, Vki. 4) 算出适应性色位移后

15 种试验色样品的 ?′ ki, ν′ ki, 其中, ?′ ki, ν′ ki 为颜色样品在试样发射光照 明下与参照照明体的色品坐标. 令所有 c =(4 ? ? ?

10 * υ)/υ, d =(1.708 * υ + 0.404 ? 1.481 * ?)/υ, 并设 FC =cr * cki/ck, FD =dr * dki/dk, 则?′ ki = 10.872 + 0.404 ? FC ? 4FD 16.518 + 1.481 * FC ? FD , υ′ ki = 5.520 16.518 + 1.481 * FC ? FD . 5) 待评光源色坐标作适应性色位移后为 ?′ k, ν′ k, 分别等于 ?r, νr, 其中, ?′ k, ν′ k 为试样发射光色 品坐标调整为参照照明体的色品坐标. 6) 用下式算出

15 种试验色样品在待评光源照 射下的CIE1964颜色空间坐标W? ki, U? ki, V ? ki, W? ki =25Y 1/3 ki ? 17(1 Yki 100), U? ki =13W? ki(?′ ki ? ?′ k), V ? ki =13W? ki(υ′ ki ? υ′ k). 7) 算出参照光源照射下

15 种试验色样品的 CIE 1964颜色空间坐标W? ri, U? ri, V ? ri. 8)利用公式 ?Ei =[(W? ki ? W? ri)2 + (U? ki ? U? ri)2 + (V ? ki ? V ? ri)2 ]1/2 计算出

15 种在试样发射光照明下与参照光照明下 的色差?Ei. 9) 利用公式Ri =

100 ? 4.6?Ei 及Ra = ∑8

1 Ri/8 算出特殊显色指数Ri, 及一般显色指数Ra. 077803-2 物理学报Acta Phys. Sin. Vol. 63, No.

7 (2014)

077803 3 实验3.1 发光样品玻璃的制备 本实验中用到的硼硅酸盐玻璃是采用高温熔 融法制备. 其基质组成为 50SiO2-14B2O3-10MgO- 10ZnO-6Na2O-10Al2O3, 各组成的含量均是摩尔 百分数 (mol%), 下文中以 SiB 代替这一基质, 所 用原料为分析纯的 SiO2, H3BO3, MgCO3, ZnO, Na2CO3, Gd2O3 及Al2O3, 其纯度为99.99%. 按化 学计量比准确称取的各种原料, 然后放在玛瑙研钵 中研磨均匀, 之后将充分研磨好的粉末倒入刚玉坩 埚中, 整体放入程序控制的电阻炉中在