各种光源光谱分析

各种光源光谱比对。    

 可见光的波长范围在360-830NM，LED发光的波长全部在可见光范围内，如图。

白光LED光谱图

                                                        

荧光灯管发出的光有360NM以下紫外光，如图

荧光日光灯光谱图 

                                   

白炽灯发出的光有360-830NM以外的紫外光和红外光，如图

白炽灯光谱图

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LED灯与荧光灯光谱分析

荧光灯光谱：荧光灯的发光是灯管灯丝放电使汞蒸气发发出紫外线，激发内侧表面的磷质荧光漆，使其释放出较低波长的可见光。发出的光线颜色由磷质成份的比例控制，荧光灯的光谱是线状谱，而且它的线状谱是分布在连续光谱上的，如下图所示：

图1 荧光灯光谱

 

LED灯光谱：目前大部分LED的都是由蓝光芯片激发一种或者多种荧光粉，最终由蓝光和荧光粉发出的光混合而成白光。因此一般LED的光谱会有两个以上峰值，而其他的波长范围相对辐射强度很低。因此LED光源光谱也是线状谱，分布在辐射强度较低的连续光谱上的，如下图所示：

图2 LED灯光谱

从以上可以看出,荧光灯发出和LED的光谱都是在连续光谱的基础上有峰值线状谱，有别于太阳光、白炽灯的全光谱。

下面从分析一下不同光谱对人眼的影响

图3 人体明视觉和暗视觉的视敏函数曲线

图4 三种锥状细胞的相对视敏函数曲线

 我们知道：人眼的人眼对光感觉的亮暗程度有这样的感应变化（图3）：人眼对光感觉的亮暗程度的与光的波长有关。在光线充足（明视觉）的条件下，人眼对550nm左右的黄绿光最敏感；在光照微弱（暗视觉）条件下，则对510nm左右的蓝绿光最敏感，视敏函数左移。

我们可以这样解释视敏函数：人眼的锥状细胞有三种，分别对红，绿、蓝三色光敏感如上图4所示。随着三种光敏细胞所受光刺激程度上的差异,还会产生各式各样的彩色感觉。三条曲线叠加便是明视觉视敏曲线，人眼对蓝光的灵敏度远远低于对红光

和绿光的灵敏度。

具有全光谱的太阳光和白炽灯虽然显色很高，但实际含有很多人眼难以辨别及对人眼有害的光谱。优质的照明光源需要保护好人眼视力,可以根据相对视敏曲线的规律将光源中人眼难以辨别及对人眼有害的光谱滤掉。假设所用照明光源只发出三条人眼最敏感的谱线,即：蓝、绿、红。这样似乎是达到了人眼对照明的需求同时防止了人眼无法察觉和有害射线对人眼视力的影响。但这个假设的光源的显色性会很差的。因此为了保证显色性，我们理想的光源还是需要有连续的背景光谱。因此只从保护视力的角度看,荧光灯发出和LED的光谱都是在连续光谱的基础上有峰值线状谱，比全光谱的太阳光和白炽灯对人体视力更有利。

值得一提的是荧光灯光谱存在这样的隐患：当荧光灯点亮时间增加,会发生荧光物质的老化现象,这时低压汞蒸汽放电产生的短波紫外线就会透射出去,反而会伤害人体的视力。因此长远来看：LED灯光谱比荧光灯对人体视力更有利