辐射功率法

原理分析
辐射的光视效能（K）定义为光通量?v与相应的辐射通量?c之比[1]，即

K=?v?c
(8)
对于单色辐射，明视觉条件下K(λ)的最大值用Km表示，Km=683lm?W?1(λm=555nm)，对于其他波长则有：

K(λ)=KmV(λ)
(9)
因此，在明视觉、特定波长λ下的光通量为：

?v=K(λ)??c=KmV(λ)??c=683?V(λ)??c
(10)
通过以上分析，如果知道某一光源在特定方向上的辐射功率，通过查阅V(λ)函数表得到相应波长下的V(λ)值，就能得到相应的光通量值。本文采用单色波长的稳定激光光源，光斑直径不大于光通量计积分球的开孔孔径，使得激光完全入射到积分球内。

在光学平台上进行实验。通过调节光路，使激光光源中心与激光功率计探头中心、积分球开孔中心在同一水平线上对齐，注意激光进入积分球开孔时避免直接打到挡板上，让激光有一定角度倾斜进入球体。调节激光功率至合适的功率值，用标准激光功率计测量此时的激光功率值[11-12, 15]，通过式10，计算出标准光通量值。将相同功率的激光光源对被测光通量计进行测量，光通量计显示值即为测量值。
实验分析
由于人眼对不同波长光的相对光谱光视效率不同，不同波长光的辐射功率相等时，其光通量并不相等。我们分别采用532 nm和660 nm波长的激光光源进行实验。通过查阅V(λ)函数表，得到532 nm波长对应的V(λ)值为0.885，660 nm波长对应的V(λ)值为0.061。所用激光光源的光斑直径为5 mm，激光功率标准值为2.5 mW。实验结果见表2所示。
由实验结果可以看出，相同辐射功率、不同波长的光源光通量是不同的，这是由于不同波长的光谱光视效率V(λ)不同导致的。不同开孔孔径得到的实验结果不同，经分析，开孔孔径在5 mm时，与激光光斑直径相当，会造成一小部分光没有入射到积分球里面，因此测得的光通量会偏小，所以得到的修正系数会偏大。而开孔过大，孔径在24 mm时，入射的光经过积分球的漫反射，其中的一小部分会通过开孔反射出来，造成测得的光通量偏小，所以最后得到的修正系数也会偏大。在相同的开孔孔径情况下，不同光源测量对于最后得到的修正系数影响不大，这是由于考虑了光谱光视效率V(λ)的影响。用辐射功率法测量时，建议在5 mm、8 mm、10 mm中选择大于激光光斑直径的开孔尺寸。
结论
通过两种光通量计校准方法的实验结果分析，在积分球相同的开孔孔径条件下，两种方法得到的实验结果具有较好的一致性。开孔孔径相对较大的情况下，得到的实验结果会存在一定的偏差，这是由于部分光从积分球反射出来导致的，根据实际情况选用合适的孔径测量非常重要。采用辐射功率法测量时，注意所用激光光源的光斑直径要小于开孔孔径，让光能够完全入射到积分球里面。本文给出了此类仪器采用不同方法测量时，开孔尺寸的选择建议，为此类仪器的准确测量提供参考。