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美能达色差仪对荧光物质的测量

荧光物质是指一种光致发光的冷发光现象。由于这种物质不光能折射光线还发光所以在颜色的测量方面相较一般物质要复杂,传统的美能达色差仪是没有这项功能的。但是现代工业上有很多产品是需要荧光剂的,所以荧光产品的颜色测量和管理也是非常重要的。为此日本柯尼卡美能达专业颜色检测仪器企业针对荧光物质进行研发,最终开发出可以测量荧光物质的美能达色差仪器。
荧光增白剂
目前荧光增白剂广泛地用于纸张、纺织物、塑料等方面以提高它们在可见光谱蓝区的反射比。荧光增白剂本身并不是白色的,它对色调的影响是由于在近似白色的物体中添加了可见光谱蓝光区的荧光发射而产生的目视增白效果。
测量荧光物质的美能达色差仪定义染料荧光的CIE三刺激值之和为有效荧光,而增白效果则正比于有效荧光。此时有效荧光可以作为增白本领的度量。
三种浓度的荧光增白剂典型的吸收谱和其中一种浓度的发射谱曲线
      
荧光染料
荧光染料是染料的一种,它吸收可见光和近紫外辐射的能量后又发射波长不同的可见光。

……为吸收谱,——为发射谱   若丹明溶液的吸收和发射光谱
美能达色差仪测量荧光材料
总光谱辐亮度因数
总光谱辐亮度因数是在多色光照明下,来自荧光物体表面的反射和发射的辐亮度与在相同照明观测条件下非荧光参考样品的反射辐亮度之比。
CIE于1977年正式定义其为“相对辐亮度”或“光谱辐亮度因数”,表达式如下:
            βT(λ) = βS(λ) + βL(λ)
式中βT(λ)为波长λ处的总光谱辐亮度因数;βS(λ)为波长λ处反射辐亮度因数(介质反射的辐亮度与在相同辐照条件下完全反射漫射体的辐亮度之比);βL(λ)为波长λ处的荧光辐亮度因数(介质荧光的辐亮度与在相同辐照条件下完全反射漫射体的辐亮度之比)。
光谱辐亮度因数又可表示为
          βT(λ) = [S(λ)ρt(λ) + F(λ)]/S(λ)ρr(λ)
                = ρt(λ) + F(λ)/S(λ)
式中:ρt(λ)为样品的真实光谱反射比
            ρr(λ)为参考标准的光谱反射比(设ρr(λ)=1)
            F(λ)为样品的真实荧光光谱发射率
            S(λ)为所用光源的光谱辐亮度
            βL(λ) = F(λ)/S(λ)
美能达色差仪在测量样品的总光谱辐亮度因数时应使用漫射光照明,样品法线和观测方向夹角不应超过10°,即d/0条件,反射比ρt(λ)用辐亮度因数βS(λ)代替。
真实荧光光谱发射率
在光源S(λ) 照明下,样品吸收的总的量子数为N,其真实荧光光谱发射率为F(λ)。如果用另一个光源S*(λ) 照明样品,吸收的量子数为N*,则真实荧光光谱发射率为:
F*(λ) = (N*/N) F(λ)
荧光通量的光谱功率分布仅仅与荧光样品的发射光谱有关,而发光强度却与两个参数有关:  ①材料的荧光量子产出率;
②材料吸收用来激发荧光的总光子数。
荧光材料测量方法:
①根据定义进行的美能达色差仪的直接测量法,此时照明光源的光谱功率分布必须标准化并且要仔细控制;
②美能达色差仪分别测量βS(λ)和βL(λ),然后根据光谱功率分布把它们结合起来。
总光谱辐亮度因数测量
  


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