LED 需要關注哪些物理量？
所需的物理量取決於應用。下表列出各物理量對應的量測儀器及典型應用：
| 物理量 | 單位 | 量測儀器 | 典型應用 |
|---|---|---|---|
| 光譜輻照度 | W/(m²·nm) | SR900 搭配餘弦修正器或輻射量測頭 | LED 特性分析、光生物評估 |
| 輻照度 | W/m²、mW/cm² | RMD Pro 或 RMD Touch 搭配感測器；SR900 | 紫外線固化、紫外線黏接、消毒 |
| 紫外線劑量 | J/m²、mJ/cm² | RMD Pro 或 RMD Touch 搭配感測器 | 製程監控、曝光 |
| 照度 | lx | RMD Pro 或 RMD Touch 搭配 LUX 感測器；SR900 | 照明、測試站 |
| 輻射通量（輻射功率） | W | SR900 搭配積分球 | 紫外線與近紅外線 LED、效率 |
| 光譜輻射通量 | W/nm | SR900 搭配積分球 | 研發、分級 |
| 光通量 | lm | SR900 搭配積分球 | 可見光 LED 及 LED 模組 |
| 峰值波長、主波長、半高寬 | nm | SR900 | 品質檢驗與進料檢驗 |
| 色度座標、相關色溫 | x, y; K | SR900 | 照明技術、色彩一致性 |
| 加權量，例如紅斑效應或 PPFD | W/m²、µmol/(m²·s) | SR900 搭配 SRpro 中的作用光譜 | 植物照明、紫外線曝露 |
若僅需製程管控，已校正的輻射計通常即已足夠。完整的光譜特性分析則需要光譜輻射計。何種情況適用哪種方法，請參閱文章光譜輻射計或寬頻輻射計中的比較。
量測 LED 光譜
LED 的發射光譜描述其所發出輻射的光譜分布。光譜輻射計可由此確定峰值波長、光譜頻寬與光譜輻照度。
SR900 光譜輻射計可量測 200 至 1100 nm 的光學輻射，因此適用於紫外線 LED、可見光 LED 及許多近紅外線光源。當發射波長改變或存在多個光譜成分時，光譜量測對 LED 的評估遠比寬頻感測器精確。光譜變化、峰值波長偏移以及 LED 批次間的差異皆可直接呈現。
對於可見光 LED，SRpro 軟體亦可由光譜計算光度量與色度量，例如色度座標、主波長及相關色溫。
典型應用包括：
量測 LED 輻照度
輻照度描述入射至表面的光學輻射功率，單位為 W/m² 或 mW/cm²。在許多工業應用中，關鍵在於此絕對量，而非完整光譜。
例如 紫外線固化、紫外線黏接、曝光、消毒及光化學製程皆屬此類。對於線上及定期的管控量測，可使用 RMD Pro 與 RMD Touch 輻射計搭配光譜相符的感測器；兩者皆可透過兩個感測器輸入端量測輻照度與劑量。為獲得可重現的結果，量測距離、入射角與感測器位置必須保持固定。
輻射計感測器提供七種光譜範圍：UVC（200 ～ 280 nm）、UVB（280 ～ 315 nm）、UVA（315 ～ 400 nm）、UVA+（330 ～ 455 nm）、UVBB（230 ～ 400 nm）、VISB（400 ～ 480 nm）及 LUX（380 ～ 780 nm，V(λ) 加權）。已校正的量測頭可在實驗室及生產環境中實現可重現的量測。
量測 LED 的光通量與輻射通量
LED 通常具有明顯的空間輻射特性，因此僅在單一方向量測無法完整擷取其發出的總光學功率。
積分球可擷取 LED 的總光學通量。對於可見光 LED，以流明為單位表示為光通量；對於紫外線與近紅外線 LED，相關物理量則是以瓦特為單位的輻射通量。積分球搭配光譜輻射計可進行角度積分量測，因而不受輻射特性影響——即使是具強烈指向性或複雜空間發射特性的 LED 也能相互比較。
為此，SR900 可與 Opsytec 積分球搭配使用。LED 與顯示器的光通量、亮度與色度之間的關係，請參閱照明技術、LED 與顯示技術頁面的深入說明。
量測 365、385、395 及 405 nm 的紫外線 LED
對於紫外線 LED，感測器的光譜範圍必須與實際發射相符。在短波範圍，寬頻輻射計的光譜失配可能明顯扭曲結果；在 UVA 與可見光之間的過渡區，感測器的濾光片邊緣亦會造成同樣影響。
工業上常見的 UVA LED 發射波長為 365、385、395 及 405 nm，半高寬約 10 至 16 nm。UVA 感測器的範圍止於 400 nm。在 Opsytec 光譜資料庫的實測光譜中，385 nm LED 約 95% 的輻射功率位於 400 nm 以下，395 nm LED 僅約 70%，405 nm LED 則不到 30%。此時，溫度或電流造成的峰值波長微小偏移都會使讀值大幅改變。因此，對於 365 至 405 nm 的紫外線 LED，Opsytec 建議使用 330 至 455 nm 的 UVA+ 感測器，因為它能涵蓋完整的發射光譜。
另一種方式是以 SR900 從 200 nm 起對 LED 進行光譜評估，不受濾光片特性影響。這在研究 LED 批次、老化效應或溫度引起的波長偏移時特別有利。針對生產與管控量測，另提供已校正的 UVC、UVB、UVA 及 UVA+ 感測器。
若要在積分球中量測紫外線 LED 的輻射通量，塗層的選擇取決於波長：在 300 nm 以下，硫酸鋇的反射率會下降，此時 PTFE 是唯一具有可用反射率的塗層。紫外線 LED 的技術、效率與壽命，請參閱文章UVA、UVB 與 UVC 紫外線 LED。
量測可見光 LED
對於可見光 LED，除輻射度量之外，通常也關注光度與色度參數。
依量測架構不同，光譜量測可確定色度座標、色溫及光度量等參數。光生物評估（例如依 EN 62471 評估藍光危害）同樣以實測光譜為基礎——詳見職業安全與光生物安全。對於白光 LED 的照度，使用配備 V(λ) 加權感測器的照度計通常即已足夠。
搭配積分球，即可擷取 LED、LED 模組或小型燈具的總光輸出。
SR900
陣列式光譜輻射計，量測範圍 200 至 1100 nm，配備積分球、餘弦擴散器及探頭等配件。
輻射計 RMD Pro
全數位手持式輻射計，具備兩個感測器輸入埠與 8 GB 記憶體，可量測輻照度與劑量。
RMD Touch
具觸控螢幕的數位實驗室輻射計，可透過兩個感測器輸入量測輻照度與劑量。
輻射計感測器
適用於 RMD Pro、RMD Touch 及 RM-12 的可交換式紫外線與光感測器，直徑 40 mm，涵蓋七種光譜範圍。
適用於實驗室與工業的 LED 量測系統
LED 量測任務涵蓋從簡單的強度檢查到完整的光譜及空間積分特性分析。透過組合輻射計、光譜輻射計、光導、量測頭與積分球，可使量測系統配合特定的 LED、幾何條件與量測量。
量測系統針對規定的光譜範圍進行校正，可追溯至 PTB；經 DAkkS 認證的校正由 Opsytec 校正實驗室執行。可追溯的校正與記錄完整的量測條件，是在研發、品質保證及工業製程管控中獲得可比較結果的基礎。
LED 量測常見問題
哪種量測儀器適用於哪種 LED 量測？
若要量測量測平面上的輻照度（例如紫外線固化或消毒），使用已校正的輻射計（如 RMD Pro 或 RMD Touch）搭配相應光譜範圍的感測器即可。光譜、峰值波長、主波長、色度座標與色溫則需要 SR900 等光譜輻射計。LED 的總光通量或輻射通量由 SR900 搭配積分球量測，因為只有積分球能擷取來自所有發射方向的輻射。
可以用照度計量測 LED 嗎？
可以，前提是需要量測照度，且 LED 發出白光或寬頻光。照度計透過模擬光視效率曲線 V(λ) 的感測器對光進行加權。對於有色的窄頻 LED，感測器在發射波長處與 V(λ) 的任何偏差都會完全反映在讀值上；此時以 SR900 進行光譜量測較為精確。照度計不適用於紫外線 LED，因為 V(λ) 在 380 nm 以下為零；紫外線輻射應以輻射計或光譜輻射計量測。照度計無法量測以流明為單位的光通量——這需要使用積分球。
哪一種光譜範圍適合波長 365 至 405 nm 的紫外線 LED？
對於紫外線 LED，Opsytec 建議使用 330–455 nm 的 UVA+ 範圍。傳統 UVA 感測器的量測範圍止於 400 nm；因此 395 或 405 nm 的 LED 其部分發射光譜會落在濾光片邊緣，且峰值波長因溫度或電流而產生的微小偏移會使讀值明顯改變。UVA+ 範圍可涵蓋 LED 的整個發射光譜，使量測不受此類偏移影響。
如何量測 LED 的功率？
對於 LED，必須區分電功率與光學功率。電功率為電流與電壓的乘積。光學功率以輻射通量（單位為瓦特）量測，可見光 LED 另以光通量（單位為流明）量測——使用能擷取所有發射方向輻射的積分球。輻射通量與電功率之比即為 LED 的效率。不同燈具每瓦電功率能產生多少光，請參閱本頁的燈具比較。
為什麼 LED 量測儀器的校正很重要？
校正建立感測器訊號與物理量之間的關係。對於 LED，校正必須在光譜上與光源相符，因為窄頻發射對感測器光譜響應度的偏差非常敏感。Opsytec 的校正可追溯至 PTB，並可依需求於通過 ISO/IEC 17025 認證的校正實驗室進行。
作者：Dr. Mark Paravia
Dr.-Ing. Mark Paravia 是位於 Ettlingen 的 Opsytec Dr. Gröbel GmbH 之總經理，並負責領導該公司已獲認證的校正實驗室。在 KIT 照明技術研究所完成脈衝氙激子放電相關研究後，他目前的專注領域為光學輻射量測。他現任 DIN 標準委員會 FNL 7「光學輻射」副主席，並為 DVGW 紫外線消毒專案小組之成員。
