光源光输出波动的准确测量及其影响因素[3]

　　光电倍增管选用响应曲线峰值位于可见区的型号，用直流高压电源供电。倍增管封在铜盒内，铜盒小孔光阑的直径为0．18mm。取电感镇流的 36 W T8 荧光灯为样灯，分别用四种探测器进行测量，光信号波形如图3所示。为便于比较，信号幅度已归一化。由图3(c)可见，普通照度计探头测得的信号变化幅度很小，这是因为其响应时间只有10ms量级，相当于对100Hz 的光信号进行了滤波，使振幅很大的波形平滑了。因此，普通照度计探头无法用于光源光波动的测量。由图3(a，b，d) 可见，三者的光信号波形差不多，说明响应速度都足够快。

　　表 1为四种探测器的性能比较和测得的光波动参数。表1显示，普通照度计探头测得电感镇流 T8荧光灯的波动深度只有7.1 %，只有其他探测器测得值的1/6～1/7。光电倍增管与光敏二极管的响应时间为 ns量级，远小于普通电子镇流器的周期 (> 20μs) 。倍增管的波动深度仍然比光敏二极管大6%，原因是两者的光谱响应曲线不同，倍增管的响应峰值在可见区，而光敏二极管的响应峰值在近红外区。倍增管虽然响应时间最快，但由于它需要高压电源供电，且强光下容易疲劳，不便于用来测光源光波动。从原理上来说，准确测量光波动需要用线性照度传感器。光敏二极管价格低廉、操作简单,可在一般测量时选用。因此，第4节的实验中均采用照度传感器和光敏二极管来测量。

　　4　 各种光源的波动深度和闪烁指数

　　用照度传感器和光敏二极管测量了白炽灯、卤钨灯、直管荧光灯、紧凑型荧光灯、高压钠灯、金属卤化物灯和LED台灯的波动深度和闪烁指数，实验时每种灯取 5个样品进行统计平均。

　　4.1　 白炽灯

　　磨砂白炽灯和透明白炽灯的波动深度和闪烁指数如图4、图5所示。

　　由图4，5 可见，白炽灯的光波动有几个特点。(1) 随着功率的增加，白炽灯的波动深度和闪烁指数均下降，这与文献 [8] 的结论一致。这是因为大功率白炽灯的灯丝直径增大、长度缩短 单位长度,灯丝的功率密度增加，也即热惯性 (热容量) 增加 ,灯丝温度随电流变化的幅度减小 因此光波动减小。,磨砂灯泡的功率从 25W增加到 60 W, 照度传感器测得的波动深度从29.2%下降到11.7%，闪烁指数从9.3%下降到 3. 9%. (2) 图4、图5还表明，光敏二极1管测得的波动深度和闪烁指数比照度传感器测得的约小30%，这可能与两者不同的光谱响应曲线有关。(3)在相同功率下，磨砂灯泡的光波动要略小于透明灯泡。以40W为例，照度传感器测得的磨砂灯泡的波动深度和闪烁指数分别为16.9%和15.4%，而透明灯泡则为17.3%和5.6%. (4) 灯功率大于60W后，随功率的增加光波动减小的趋势变缓。