双十关于激光亮度的测量
亮度是经常要测量的光源的光度特性之一。发光体表而亮度与其表面状况、
发光特性的均匀性、观察方向等有关，是单位光源面积在法线方向上，单位立体
角内所发出的光通量。亮度是针对光源(指面光源)而言的，而点光源是没有亮
度概念的。亮度不仅取决于光源的光通量，更取决于等价发光面积和发射的会聚
程度。比如激光指示器，尽管其功率很小，但会聚程度非常高，因此亮度非常
高。无论主动发光还是被动(反射)发光，亮度指一块面积元均匀流过多少光通
量，为此应把面积取得比较小。另外，亮度与距离无关，但与观察者的方向有
关。
    亮度的测量常常采取先测量照度等其他光度学物理量，然后再根据其与照度
的关系计算出亮度的方法。因此有日视法和客观法。也可以采取与已知亮度直接
比较的方法。
1.卜!视法
    亮度计和照度计是两种仪器，不能直接替代。亮度计是测量发光体的亮度
的，而照度计是测量被照射地点的照度的。但是，如果想知道比较大一些而积的
发光体比如灯箱的亮度，可以用照度计的探头直接贴在发光体上，读出勒克司值
后再乘上一个系数，就是亮度的尼特值。所有的日视法测亮度都是以亮度比较为
基础的。图4.24所示为日视法测亮度的原理。
    测量时，是被测亮度LC与比较亮度Lv各自照亮两光度计的一半视场，调节减
光盘开口张角(PC，观察光度计的两个半视场的亮度，直到相等为止。然后用己知
的标准亮度Ls代替原先的被测亮度LC，同样调节减光盘开日张角'Ps，使两个半视
场的光度平衡。最后根据前后两次减光盘的开日张角甲c和甲s，计算出亮度。
    这种方法要求待测亮度源和标准亮度源都有较小的表面积，并且要求这两个
面积元相等。所测的亮度是被测面积的平均亮度。需要的光源是标准源，因此较
多用于实验室测量。
    I>.客观法
    1)测量照度确定亮度
    图4.25所示是一种用照度计测量亮度的简单方法:在发光面前面加一个透光
面积为△S的光阑，发光面经光阑透光孔发出半球辐射。在距光阑d处的面元AS‘处
用照度计测得照度值为E。如果光阑)「日孔径比d小很多，再由照度定义及立体角
定律，可得△S内的亮度平均值。
2)用亮度计测量亮度
固定光阑直接和光源的发光而△S零距离接触是困难的，因此可以用透镜成
像，用右侧的光源的像△S，来确定光源的亮度，如图4.26所示。
    只要测得△S，处的照度E.透镜面积S和像距U，便可得到△S‘处的亮度。这里
以亮度守恒定律成立为前提，即光辐射能量在介质传输中没有损失时，在光传输
路径上任取两个表面，它们的亮度是相通的，这就是辐射亮度守恒。同时，像距u
是固定的，不随物距而改变。按照以上原理制成的亮度计实物如图4.27所示，图
4.28所示是它的结构图。
    光电倍增管受光的作用产生光电流，被放人器放大后，由仪表的刻度与亮度
的定标关系，便可读出其亮度值。可以用更高精度亮度计或光强标准灯和理想漫
射板定标。光强标准灯可以用己知发光强度标准灯或已知亮度标准灯。在定标
前，必须进行调整，具体方法为:用光强标准灯照射白色漫射板，改变标准灯和
白板的距离L，可以得到一系列光亮度值，由不同光亮度值对仪表进行分度，即为
亮度计的定标。切勿让杂散光进入亮度计的接收装置，以免产生误差。现代的亮
度计己经采用新一代全数字测量技术，不包含任何模拟部分，克服了传统亮度计
难以避免的零点漂移问题，具有数字系统的强抗干扰能力和高转换精度，同时仪
器采用了大动态范围的数字V (A)传感器，消除了传统亮度计的量程切换误差。
它)“泛用于测量光源亮度和显像屏幕照明效果。
    全数字亮度计采用瞄准式测量方法，通过人眼直接日视瞄准目标物，调节焦
距，变换视角等方法对日标物进行测量，减小测量过程中的人为或外界误差。内
含RS232接日，由计算机软件定标，同时可用于计算机远程在线监控，系统稳定
性高。
    全数字亮度计可以进行仪器定标及实时数据采集，具有友好的图形界面。采
用图形化实体数据显示，可以进行数据打印输出。它可以测量的亮度动态范围
大，从红色激光指示器20 000 000 000尼特(int=lcd"m)和太阳表面2000
000 ooont到无月夜空的o.ooo into