本项目创新地提出了一种模拟人眼光学结构的自适应测量,其中包括入射孔径为7mm的模拟入瞳;入射孔径光阑位于前焦面,模拟人眼对不同距离目标观察时聚集过程中的入射孔径和视场角始终保持恒定,以及通过光束分离器使二维光电探测装置和光谱测量装置同时对同一区域进行测试的成像亮度测量装置,实现光化学损和热辐射损伤的有效辐射亮度的测量。同时提高了测量速度,真正实现准确评价LED及其它光源产品的光生物安全性。 (1)LED产品的表观光源测量方法研究 LED光源的输出光线为非成像光束,在不同方向观察,其表观光源的形状和辐射强度均不相同,一般也不存在固定的函数关系。因此对应的表观光源的测试评价与普通光源或激光产品很不一样。而表观光源的尺寸和辐射有效强度是确定辐射安全允许值的重要参数。本研究将引入三维亮度成像方法,通过采用变角光度测量与科学级的高精度数码成像测量技术,快速测定LED的最大辐射危害的表观光源的形状和有效辐射亮度。 (2)LED产品脉冲扫描特性的测量方法研究 对脉冲辐射LED(称脉冲持续时间(脉宽)T≤0.25s为脉冲辐射)及其它以扫描方式工作的LED光辐射安全性与其脉冲辐射特性有关,本研究结合申请者已有研究基础,利用快速扫描光谱仪和高灵敏度高速光电探测器,实现响应时间为 2μs的瞬态光谱辐射测量。 (3)表观有效辐射亮度与视觉响应的实验研究 采用各种光谱分布的LED,波长范围从380nm至780nm分六种,模拟视场角为0.1度至20度的各种表观光源,通过调节其辐射亮度,测量视觉刺激时的瞳孔尺寸及进入视网膜的有效辐射照度。建立LED光辐射的客观辐射亮度和表观有效辐射亮度的关系,为客观评价LED产品的光辐射允许曝辐值提供依据。 (4)结合人眼生理特性的有效辐射照度测量方法研究 对于皮肤表面或眼睛(角膜等)受到的光辐射危害和单位时间单位面积上受到的有效辐射能量即有效辐射照度有关,本项目将采用光谱辐射分析仪和光积分器,测量模拟表面上的光谱辐射照度,从而确定有效的辐射照度值。 (5)结合人眼生理特性的有效辐射亮度测试方法研究 与皮肤和眼睛表面受到的光辐射危害类似,视网膜上受到的光辐射危害与视网膜上有效辐照度有关。但是我们无法对视网膜上的有效辐射照度进行测试,而由于视网膜上的有效辐射照度与光源的有效辐射亮度有关,因此本项目将通过测试目标光源的有效辐射亮度来评价光辐射对视网膜造成的危害。 采用成像法对测试有效视场角αeff内的平均有效辐射亮度进行测量,光阑孔径D限制接收的光辐射,光圈F限制接收的视场角,入射的光辐射由光积分器接收,然后再进行光谱辐射测量分析。 本测试系统面向的客户群体是国内外LED封装、应用产品等产业中下游制造厂商,以及各类认证检测机构、实验室。随着LED产品应用的日渐广泛,市场规模将日益扩大。