光源灯具 相对辐射校准 颜色色度测量

每一台海洋光学的光谱仪都有所谓的‘仪器响应函数’(instrument response function-IRF),其表征光谱仪对光谱范围内光的响应程度，一般来讲光经光纤、光学元器件最后到达探测器，由于吸收、透射、反射、探测器响应不均匀，都会引起光的非线性衰减及失真。引起这些失真的因素包括但不限于:

光纤的非线性吸收衰减 反射元件的自吸收 光栅的衍射效率 CCD探测器的非线性响应
仪器系统的IRF响应，一般难于直接测量；但可以通过补偿，来间接地测量；两种常用的方法:

相对辐射校正 绝对辐射校正
绝对辐射校正用一个已知功率输出的标准光源，来校准光谱仪每一个像素点的光谱响应，得到波形及功率幅度都校准的光谱，单位以uW/nm来表征。绝对辐射校正由于超出此范围，在此不作赘述。

相对辐射校正用一个已知色温（无需功率已知）的光源来校准光谱的波形，不作功率幅度校正。只是用于测量校正像素间的相对光强，做波形校正。此校正在一些测量应用中颇为有用，比如荧光测量、LED等其它光源灯具的颜色色度测量。

相对辐射计算如下：

IL,T = N * BL,T * (SL - DL) / (RL - DL)

其中：

IL,T 是黑体在波长L,色温T(开尔文)处的相对辐射功率 N 是正交归一化因子（IL,T范围0-100） SL 是波长L处的测量光谱 DL 是波长L处的暗光谱 RL是波长L处的参考光谱 BL,T 是波长L,色温T处的黑体辐射功率
根据普朗克定律可得;
BL,T = 2*h*c2 / (L5 * (e( h*c / L*k*T ) - 1 ))

其中：

L是波长（米） T 是黑体温度（开尔文） h 是普朗克常数 (近似 6.626 * 10-34 J*s) k 是波尔兹曼常数 (近似1.38 * 10-23 J/K) c 是光速(近似 3 * 10^8 m/s) e 是自然对数基底 (近似 2.718)
我们通过计算黑体辐射在给定温度下的峰值功率波长来计算N;可以通过维恩位移定律来得到

Lmax = 2898 / T

因此：

N = 100 / BLmax,T

实验搭建

将已知色温的黑体辐射光源，通过光纤连接至光谱仪。带有衰减器及快门的光源是比较好的选择（如：HL-2000-FHSA），调节积分时间使光谱仪不要饱和。也可以用LS-1卤钨灯，但需要挡板及圆孔板等来挡光及对光衰减。

取暗光谱时，需将光路挡住，遮光。如果光源没有自带快门，请不要关闭光源来取暗光谱，最好用一块挡板；因为每次光源开启后，需一段时间才能稳定。

利用广州标旗分析软件向导来进行相对辐射校正