光通量、光照度和光亮度是評價光源性能的重要指標，光通量是光源在單位時間發(fā)出來能被眼睛感知到的光量，而光亮度和光照度都是表示光能光通量的光學參數(shù)。本文對光源光通量、光照度和光亮度的含義及測試方法做了介紹。

光源光通量、光照度和光亮度含義：

1.光通量

光通量的定義是計量光源被人眼所觀察時呈現(xiàn)的光功率。國際單位制中規(guī)定，光通量的符號是Φ，單位為流明（lm）。但與輻射功能不同，光通量體現(xiàn)的是人眼感受到的功率。對大量具有正常視力的觀察者所做的實驗表明，在較明亮環(huán)境中人的視覺對波長為555.0mm左右的綠色光最敏憾，這種人眼對各波長光譜敏感程度不同的性質可以由明視覺相對視敏函數(shù)V（λ）表示。光通量就是用來表示輻射功率經過人眼的視見函數(shù)影響后的光譜輻射功率大小的物理量。

2.光照度

照度的單位是lx，指的是物體被照亮的程度，可以使用單位被照面上所接受到的光通量來表示。當一個表面受到光的照射時，每個單位面積上所接收到的光通量就是照度。1勒克斯就是每1平方米上有著1流明的光通量。照度通常是以垂直接收面的光通量為標準，因為當照射方向傾斜是光照度會下降。

3.光亮度

光源亮度是指發(fā)光體（不只是電源，其他受照物體對人眼來說也可看作間接發(fā)光體）在人眼視線方向單位投影面積上的發(fā)光強度（是發(fā)光體在某方向發(fā)出的光通量密度，它表明了光通量在空間的分布狀況），稱為該發(fā)光體的表面亮度，以符號L表示，單位為坎德拉每平方米（cd/m2）。過去常用單位為nt（尼特），1nt=1cd/m2），即在1平方米表面上在其法線方向的光強度為1cd的面光源，它在該方向的光亮度為1cd/m2。

光源光通量測試方法：

光源的發(fā)光強度是光度學中的基本量，而且由發(fā)光強度可以導出其他光度量。但要表征光源的特性，單以光源的發(fā)光強度來表示是不完全的，這是因為一般光源在各個方向上的的發(fā)光強度并不一致，故只有用總光通量來說明更為合適。

測量光源總光通量的方法有絕對法和相對法兩種：絕對法是測量光源發(fā)光強度的空間分布，再出此計算得出光源的總光通。這種方法原則上對任何種類的光源均適用且能達到高準確度，但是測量和計算都較為費時費力。相對法是將被測光源與總光通量己知的標準光源進行比較而求得總光通量的方法，常用的測量儀器是積分球。這種方法的測量和計算都簡單易行，因而被廣泛采用，在測量光源的光通量時，采用相對法，利用積分球進行測量。在積分球內用已知光通量的標準燈與被測燈作比較測量，從而定出被測燈的光通量。用積分球測量光通量，通常采用比較法（代替法），為此需要光通量標準燈。先將標準燈放入積分球內，點燃后，在窗口測得標準等的照度。接著放入待測燈點然后，測量其照度，通過比較標準等與待測燈的照度，可得到待測燈的光通量。

采用比較法測量光通量可以大為減少由球壁漫反射層的不均勻性、球壁涂料和窗口材料的非中性（即涂料的漫反射比和窗口的透射比與波長有關）等因素造成的影響，但是不能消除由于標準燈的尺寸和結構與待測燈的不相同而造成的對球內壁漫射光的吸收情況不同的影響，也不能消除標準燈與待測燈的相對光譜功率分布及空間分布不同產生的影響等等，在測量時應考慮采取修正的辦法。

光源光照度測試方法：

照度測量是最流行的光度測量形式。一般都用物理照度計，即用光電探測器代替人眼的光電式照度計。照度計的測量原理較簡單，整個探測器所接收的光通量除以探測器的面積，即為所測的照度，即E=Φ/A。

由于光電探測器的光譜靈敏度分布不同于人眼的光譜光視效率V（λ），故一般的照度計在探測器前都裝有V（λ）濾光器。一個照度計是由帶V（λ）濾光器的光電探測器及電子放大和讀數(shù)系統(tǒng)所組成。過去廣泛采用硒光電池為探測器，這是因為它的光譜靈敏度比其他探測器更接近人眼的光譜光視效率V（λ）的緣故。但由于硅光電元件的靈敏度、穩(wěn)定性和壽命均較硒光電池為高，故近年來多采用硅光電池或硅光電二極管代替硒光電池作照度計的探測器件。

由于光電探測器所產生的光電流正比于所接收的光通量，測量時須將照度計的光敏表面與被測照度的表面重合，并盡量垂直于光的照射方向。所以讀數(shù)系統(tǒng)可直接指示出所測的照度值。一般照度計的測量精度為10%左右，高精度的照度計可達3%～4%。

光源光亮度測試方法：

一般光源的光亮度不僅與測量方法有關，而且與表面的位置有關。為了測量方便，常在發(fā)光面前加一光闌，以測定光闌所限制部分的發(fā)光面在水平方向的光亮度。如需要測定發(fā)光面其他部分的光亮度，可以改變光闌和探測器的位置。下面介紹一種由光源成像的光照度來確定光源亮度的方法，這種方法可以用于測量不可接近的發(fā)光體（如高溫發(fā)光體）和光照度很低的情況。

如上圖所示，若發(fā)光面積A1經過透鏡D成像為面積A2。發(fā)光面及其像與透鏡D的距離分別為r1和r2，S為透鏡D的面積，τ為透鏡的透射比。如果r1和r2比A1和A2的尺寸大很多，則發(fā)光面向透鏡D發(fā)射并透過D的光通量為：Φ=LA1·S／r₁²·τ。

像的照度為：E＝Φ／A₂＝LA₁·S／r₂²·τ（1／A₂），由透鏡的成像關系得：A1／A2＝r₁²／r₂²或Ｅ＝ASτ／r₂²。所以亮度為：L＝Er₂²／τS。