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Development of spectral radiance measurement method using LED-based standard source without Planck's law

开发使用基于 LED 的标准光源（无需普朗克定律）的光谱辐射亮度测量方法

基本信息

批准号：
21K04898
负责人：
神門賢二
金额：
$ 2.66万
依托单位：
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は、我々が開発した可視全域で光が広がるLEDを利用した分光放射輝度標準光源(分光放射輝度用標準LED)の開発と、分光放射輝度標準の源流である黒体炉を用いない新しい具現方法、即ちスーパーコンティニウム光源(SC光源)等を用いた具現方法に関する研究を行い、プランク放射則に依存しない新しい測定体系の確立を目指す研究である。本年度は、主に1. 分光放射輝度用標準LEDの開発とその光学特性評価、2. SC光源により作成した狭線幅光を用いた分光放射計および分光放射輝度計の波長校正およびスリット関数の評価を行い、以下の成果を得た。1.分光放射輝度用標準LEDは、２種類のタイプ(高輝度タイプ約10000 cd/m^2, 低輝度タイプ約1500 cd/m^2)の開発・構築を行った。そして開発した分光放射輝度用標準LEDに対して、分光放射輝度の均一性評価、光安定性評価など標準光源が具備すべき諸特性評価を行った。評価結果から高輝度タイプの分光放射輝度標準LEDは、直径10 mm 内の輝度均一性 0.1 %以下の高い均一放射輝度面、4時間の点灯で0.1 %以下の変動という高い光安定特性を達成したことが分かった。2.昨年度は0.08 nmであった光線幅を分光器のグレーティング等を見直すことにより、0.05 nm以下に改善した。この狭線幅光は430 nmから900 nmの任意の波長範囲で発生でき、その波長を0.05 nm以下の精度で決定できる。この狭線幅光を分光放射輝度実現で使用する予定のマルチチャンネル型分光放射計および分光放射輝度計に照射し、波長校正を実施し、各機器の波長目盛りを任意の波長範囲で決定した(従来法:0.5 nm程度の精度)。更に、従来の水銀ランプ等の複数本の波長既知の輝線を利用する波長校正法との比較も行い、装置に依存した特異な波長分散特性を発見した。

In this study, we have developed a standard light source with spectral emission by using LED in the visible whole light field.(Standard LED for spectral radiance) development, source of spectral radiance standard, application of black body furnace, new realization method, i.e., application of light source (SC light source), etc. This year, the main 1. Evaluation of optical characteristics of standard LEDs for spectral emission luminance, 2. SC light source to create a narrow range of light in the use of spectroradiometer and spectroradiometer wavelength correction, and the following results were obtained 1. Development and construction of standard LED for spectral emission luminance (high luminance up to about 10000 cd/m2, low luminance up to about 1500 cd/m2). Standard LED for spectral emission luminance, uniformity evaluation of spectral emission luminance, light stability evaluation, and standard light source evaluation The evaluation results show that the standard LED with high luminance and spectral emission luminance has a luminance uniformity of 0.1% or less within a diameter of 10 mm, and a high uniform emission luminance surface with a variation of 0.1% or less within 4 hours of lighting. 2. Last year, the optical amplitude of 0.08 nm was improved below 0.05 nm. This narrow wavelength range from 430 nm to 900 nm is determined by the wavelength accuracy below 0.05 nm. The spectral emission luminance of this narrow-amplitude light can be realized by using a predetermined spectral radiometer and a spectral emission luminance meter, wavelength correction can be implemented, and the wavelength of each device can be determined in an arbitrary wavelength range (accuracy of about 0.5 nm). In addition, the wavelength correction method and device-dependent wavelength dispersion characteristics of a plurality of wavelength known luminances such as mercury and mercury are discovered.