光度学测量基本概念和重要性
    光度学量的测量有较高的精度，是辐射度量学精确测量的基础。通过考虑人
眼的光效函数可以转变为辐射量的测量。测量光照度可以利用光照度和其他光学
物理量的关系，确定其他光学量。
    光度学测量是在可见光波段内，考虑到人眼的主观因素后的相应的辐射计量
学科。由于人眼是一个高度复杂的器启’，测量人眼对光的响应无疑是一件非常困
难的工作。它涉及多个学科，包括心理学、生理学和物理学等范畴。
    1924年，国际照明委员会(Commision Internatinal d'Elairage, CIE)组织
的会议定义人眼对光平均响应值，从此光度测量学就成为一门现代学科。CIE抽样
测试了大量人群，将得到的数据绘制成明视(Photopic )曲线。该曲线表明人眼
对绿光反应最敏感，而对紫光和红光则反应较弱。
    实验表明，在暗视场情况下，人眼有完全不同的响应值，在此情况下，人眼
也无法辨别颜色。于是，又进行了一系列测试，绘制出了暗视(Scotopic )曲线，
得出暗视视见函数。
    有了人眼的光谱响应曲线，CIE规定了标准光源作为光强测量的标准。第一个
(candlepower)的定义。为了最大可能地提高承复性，1948年，以定量的金属铂
熔化所发出的光，对标准进行了重新定义。
    光度学测量的基木内容是定义一些物理量，并确定相应的测量单位和测量方
法。它在光度测量仪器和辐射测量的研究、设计、制造，光源光度的特性测量方
面有重要意义，)’‘泛应用于光学工业、照明工业、遥感遥测、色度学和大气光学
等领域。此外，对各种光敏和热敏探测器、红外探测器也需要运用光度的测量技
术来确定其灵敏度及响应特性。
4.2.2光照度标准
    测量照度的仪器称为照度计。用光电元件做的照度计与人眼状态无关，因此
也可以测量辐射照度。但是在测量光照度时，由于光电元件的光谱响应与人眼的
光效函数差别较人，只有加上校正滤光片，才能消除这一差别。硒光电池的光谱
响应更加接近人眼的光效函数，其结构如图4.8所示。图4.8 (a)所示是一种数字
显示照度计，图4.8 (b)所示是照度计的硒光电池，图4.8 (c)所示是硒光电池
的结构图。
    将一层半导体硒涂在铁或铝的金属底板上，在硒表面再涂一层导电性和透光
性良好的金属薄膜(如金、银等)作为收集极，然后再在金属薄膜表面涂一层保
护层。
    当光透过金属薄膜照射到半导体硒上时，硒将释放出电子。在硒层中的电子
只能向金属膜流动，电子的流动产生了电流，其大小为1O' 1oo[A。外电路的电
阻小于200n时，其电流的大小与入射光强度呈线性关系。硒光电池光谱响应的波
长范围为350^-75onm，在55onm左右波长处最灵敏。单位光通量照到硒光电池
上产生的光电流叫硒光电池的积分灵敏度，单位是微安·流明一‘( FtA"1m-1)。一般
硒光电池的积分灵敏度是(2-5)  X102卜 [LA-lm-1.
    其优点有光电流直接正比于辐射能，测量线性好:使用方便，便携耐用和成
木低。缺点是电阻小，电流不易放大:响应较慢，只在高强度辐射区较灵敏;长
期使用后，有“疲劳”(fatigue)现象。
    下面分析硒光电池的特性，图4.9所示是它的等效电路图。
    当光通量0照射到硒光电池的受光面时，产生光电流io，它的一部分11流过光
电池的内阻1' ,另一部分1,,流过外电路的负载电阻凡。1,,就是所测得的表观光电
流。
    由分流原理得
    可以看到，当外电路电阻RL<v'时，L,与光通量0有良好的线性关系。因此实
际的照度计应选择作为负载的低电阻数字电流计。
    高内阻型的阻值为105几数量级，它的线性关系好，但积分灵敏度低，适用于
高照度测量。低内阻型的阻值为io3n数量级，它的积分灵敏度差，只适用于低照
度测量。
    使用照度计时，应附加儿块中性滤光片，这样可测i ooolx以上的强照度。硒
光电池的积分灵敏度与温度有关，应尽量在室温下测量，过高和过低的温度都会
产生较大误差。照度计还应附加有效的正滤光片修正各种光源的色温差影响。在
大角度入射测量时，还应附加乳自玻璃或自塑料制成的角度补偿器，以消除影
响。