今天，来跟大家说几个重要的强光探照灯光度学术语，这是我在学习过程中的一点见解，表述一下。

1.光强

发光强度是表示发光器件空间光分布的参数。发光强度定义为光源在指定方向上立体角元dω内所包含的光通量dψ,光通量的大小除以立体角元所得的商就定义为光源在此方向上的发光强度,国际单位是坎德拉(candela),符号为cd。

2.光通量

光通量是光源在单位时间内发出的光亮,也即为辐射通量能够被人眼视觉系统所感受到的那部分有效能量。光通量与辐射通量具有直接关系,根据光谱辐射通量，可确定光通量的表达式为:(图2.1)

式中:φ代表光通量,单位为流明(lm)；K代表光敏度、感光度(类似胶卷的感光度)，人眼对于彩色的感知能力K=.lm/W,K值使光通量的单位与辐射功率的单位得到统一;λ代表波长,事实上人眼只对波长位于nm-nm的可见光有反应,习惯上我们把低于nm的光波称为紫外线(Ultaviolet,UV),把高于nm的光波称为红外线Infrared,IR),这一点也反映在了视见函数ν（λ）中,ν（λ）称为人眼相对光普敏感度曲线,或视见函數曲线,是总结了众多针对人眼的测试经验而得到的,它描述了人眼对不同波长的光的反应强弱。

3.亮度

亮度是强光探照灯发光性能又一重要参数,亮度表征的是光源发光的明亮程度。光源发光表面上某一点处的亮度是该面元在给定方向上的发光强度除以该面元在垂直于给定方向的平面上的正投影面积,即:（图2.2）

式中,Ω为立体角,θ为给定方向与单位面积元ds法线方向的夹角,亮度单位为坎德拉/平方米(cd/m)。

强光探照灯通常的发光强度为朗伯型,空间各方向的亮度相同。利用亮度公式Bo=IO/A,可以得到强光探照灯的空间亮度,其中IO为强光探照灯中心方向发光强度,A为强光探照灯的发光面积。

4.照度

照度是用来衡量被照物体表面获得光通量多少的物理量,也就是说,照度表征被照面被照射程度的光度量。照度的定义为被照面上单位面积入射的光通量,国际单位是勒克斯,符号为1x。1勒克斯表示在1平方米面积上均匀分布1流明光通量。

被照面的照度与光源单位立体角内发射的光强度之间有着密切的联系。对于电光源,若在某一方向上的发光强度为I,那么在该方向上离开光源的距离为r处的照度为E=I/r2.。照度与离光源的距离平方成反比,这就称为距离平方反比定律。

5.光效

光源所发出的总光通量与该光源所消耗的电功率(瓦)的比值,称为该光源的光效。发光效率值越高,表明照明器材将电能转化为光能的能力越强,即在提供同等亮度的情况下,该照明器材的节能性越强:在同等功率下,该照明器材的照明性越强,即亮度越大。

Luminous原意即为光亮,计量用luminance,意为亮度,缩写为lm。发光效率单位为亮度/瓦,有时取Luminance的音译“流明”,流明/瓦。光效也称为光源的发光效率或者光源的功率因素,表征从光源中射出的光通量与光源所消耗的电功率之比。即（图2.3）

式中,η为光效,ψ为光源辐射的光能量,E为光源的功率,P为光源损耗的能量,主要是发热量。同时发热量与电流的关系是:P=IR(1-η)。显然,随着电流的增大,光通量增大。但是另一方面电流的增大会引起光源热损耗的增加,综合效果是光效降低。

6.点光源所产生照度和它到受照面的距离的平方成反比,和入射角的余弦成正比,和反光强度成正比。当光源尺寸小于它到受照面距离的1/10时即视为点光源。

7.余弦辐射体

余弦辐射体也称为朗伯辐射体,其发光强度空间分布遵循下列规律:Ii=INCOSi,IN为法线方向光强,i为出射光线与法线间夹角。如果用矢径表示发光强度,则各方向发光强度矢径的终点轨迹在球面上。余弦辐射体在各个方向的光亮度都相等。“余弦辐射体”的发光表面可以是本身发光的表面,也可以是本身不发光,而由外来光照明后漫透射或漫反射的表面。绝对黑体就是理想的余弦辐射体。有些光源很接近于余弦辐射体,像平面状钨灯的发光(放大机中的光源等),其发光强度曲线很接近双向的余弦发光体。

朗伯光源是自然界广泛存在的一种光源,太阳、毛玻璃灯罩、积雪、白墙均可看做朗

伯光源。强光探照灯芯片本身就是朗伯光源。具有朗伯配光的强光探照灯光源的发光光束角为°,

光能分配角度固定,照度不均。为了获得其他的光束角度例如30°、60°、°等,需要对

强光探照灯芯片进行二次光学设计,从而改变光形。

8.强光探照灯配光曲线

光强,即为在一定立体角上的光通量大小,可以说光强代表着发光体在空间发射的汇聚能力,所以利用光强来代表灯具在一定方向的亮暗程度非常形象。由于不用的灯具在空间各方向上的发光强度不同,为客观地将灯具的照明情况进行可视化处理,故采用数据或图形描述照明灯具发光强度在空间的分布状况,其通常以坐标原点为中心,把各方向上的发光强度用矢量标注出来,连接矢量的端点,即形成光强分布曲线,也叫配光曲线。配光曲线的分布决定着被测量的灯具在各方向上的光强大小,也就是说配光曲线的分布代表着灯具在光学性能方面的性质。

因为不同灯具的总光通量并不一致,会影响配光曲线之间的对比,所以统一规定以光通量为流明(lm)的假想光源来提供光强分布数据。因此,实际光强应是测光资料提供的光强值乘以光源实际光通量与之比。

强光探照灯芯片是一个近似的朗伯型光源,即强光探照灯芯片的光分布是一垂直于强光探照灯发光面的轴线方向为零度角的余弦分布（图2.4）

其中,I（φ）为光强分布函数,I0为轴向光强,cosφ为出光方向与轴线间夹角。

强光探照灯所发出的光线在屏幕上形成的照度随出射角的增大而迅速衰减。这样的光源很难满足各种照明用途的要求。因此,必须根据不同的应用场合和需求,针对强光探照灯光源设计不同的光学系统,改变其光强分布情况。