光學量詞彙表

什麼是波長、如何描述光譜，以及由此得出哪些特徵值。

波長（λ），單位 nm

波長是波動中兩個相鄰同相位點之間的距離，以奈米為單位。它與頻率的關係為 λ = c/ν，並決定輻射的作用：約 254 nm 的 UV-C 波長可使微生物失活，365 nm 可激發螢光，395 nm 可固化塗層。UV-C、UV-B、UV-A、可見光與紅外線的劃分依據 DIN/ISO 20473。

請勿混淆：單一波長並不能描述一個光源。所謂「365 nm LED」是在約 10 nm 寬的頻帶上發光；唯有峰值波長、質心波長與半高全寬三者合起來才能完整描述它。

依據標準：DIN/ISO 20473 · DIN 5031-7

光輻射涵蓋 UV-C、可見光與紅外線。280、315 與 400 nm 的界限依據 DIN/ISO 20473。

頻率（ν），單位 Hz

頻率表示每秒通過某一點的波動週期數。在真空中 ν = c/λ，其中 c = 299,792,458 m/s。可見光約在 400 至 790 THz，UV-C 約為 1200 THz。與波長不同，輻射進入其他介質時頻率不會改變。

請勿混淆：光學計量幾乎總是以波長表示。頻率只在需要光子能量時出現：E = h·ν。

依據標準：DIN 5031-1

波數（ṽ），單位 cm⁻¹

波數是每公分內的波長數目：ṽ = 1/λ。250 nm 的波長對應 40,000 cm⁻¹。由於波數與光子能量成正比，振動光譜與分子光譜均以 cm⁻¹ 繪製。

請勿混淆：波數在紫外線與光度計量中並不常用；只有在接收紅外線與拉曼光譜資料時才會出現。

依據標準：DIN 5031-1

光子能量（E_p），單位 eV

光子能量由 E = h·ν = h·c/λ 得出。實務上 E[eV] ≈ 1239.84 / λ[nm]。254 nm 的光子帶有 4.88 eV，365 nm 為 3.40 eV，550 nm 則僅有 2.25 eV。由於典型的 C–C 鍵能為 3.6 eV、C–H 鍵能為 4.3 eV，因此在可見光毫無作用之處，UV-C 仍能引發光化學反應。

請勿混淆：光子能量說明的是反應是否可能發生，而非反應速率有多快。後者取決於光子的數量，也就是光子通量。

依據標準：DIN 5031-1

波長越短，光子攜帶的能量越高。唯有在約 290 nm 以下，能量才足以斷裂 C–H 鍵。

光譜分布（S(λ)），單位 W/(m²·nm)

光譜分布 S(λ) 表示光源的輻射如何隨波長分布。它可以絕對值表示，此時即為以 W/(m²·nm) 為單位的光譜輻照度；也可以相對於其最大值歸一化表示。所有衍生量都由 S(λ) 經積分與加權而得：積分得到輻照度，以 V(λ) 加權得到照度，以配色函數加權得到色度，以作用光譜加權得到有效輻照度。

請勿混淆：寬頻輻射計只提供單一數值，光譜輻射計則提供完整分布。一旦要比較不同技術的光源，或光譜因老化而位移，就非 S(λ) 不可。

依據標準：DIN 5031-1 · CIE 015

光譜分布是起點：積分後得到輻照度，以 V(λ) 加權得到照度，以配色函數加權得到色度，以 s(λ) 加權得到有效輻照度。

光譜輻照度（E_λ），單位 W/(m²·nm)

光譜輻照度是某一狹窄波長區間內的輻照度與該區間寬度之商，是光譜分布的絕對形式。對某一波長範圍積分即得到該範圍的輻照度：E = ∫ E_λ dλ。

請勿混淆：其數值取決於區間所用的單位。1 W/(m²·nm) 等於 1000 W/(m²·µm)——這是接收外部資料表時最常見的 1000 倍誤差。

依據標準：DIN 5031-1 · CIE 015

光譜輻射亮度（L_λ），單位 W/(m²·sr·nm)

光譜輻射亮度描述一個表面在每單位立體角、每單位波長區間內所發出的功率。積分球即以此量作為輻射亮度標準進行校正，它也是依 IEC 62471 評估擴展光源的基礎。

請勿混淆：與光譜輻照度不同，它與距離無關——它描述的是光源，而非受光面。

依據標準：DIN 5031-1 · IEC 62471

峰值波長（λ_p），單位 nm

峰值波長是光譜輻照度最高處所對應的波長。它容易讀取，因此成為紫外線 LED 慣用的型號標示。它會隨接面溫度與驅動電流而位移：紫外線 LED 在允許溫度範圍內位移 1 至 3 nm 屬常見情形。

請勿混淆：對於不對稱或具多重峰值的光譜，峰值波長幾乎無法說明其作用效果。此時質心波長是更誠實的數值——而對於色彩感受則應採用主波長。

依據標準：DIN 5031-1 · CIE 127

同一顆綠光 LED 的峰值波長、質心波長與主波長：三個數值，三種結果。半高全寬量測的是光譜在半高處的寬度。

質心波長（λ_c），單位 nm

質心波長是以光譜輻照度加權的平均波長：λ_c = ∫λ·E_λdλ / ∫E_λdλ。紫外線 LED 的質心波長通常比峰值波長高出數奈米，因為長波側的下降較為緩慢。

請勿混淆：若要比較兩台儀器的量測值，應先確認資料表所標示的是這兩個數值中的哪一個——混淆兩者可以解釋許多看似存在的偏差。

依據標準：CIE 127

半高全寬（Δλ），單位 nm

半高全寬是光譜輻照度降至最大值一半處的兩個波長之間的距離。紫外線 LED 通常在 9 至 15 nm 之間，雷射遠低於此值，中壓燈與氙燈則遠高於此值。

請勿混淆：光源的半高全寬不可與儀器的光譜解析度混淆——儀器會以其自身的頻寬使窄譜線變寬。

依據標準：CIE 127

依能量方式評估輻射，無論人眼是否可見──此為每項紫外線量測的基礎。

輻射通量（Φ_e），單位 W

輻射通量，亦稱輻射功率，是光源在單位時間內向所有方向輻射的總能量。此量以積分球量測。一顆 60 瓦白熱燈泡約放射 57 W 的輻射通量，分佈於可見光與紅外光光譜中。

請勿與下列項目混淆： 輻射通量並非電力輸入功率。兩者之間存在光電轉換效率，對紫外線 LED 而言，依波長不同，此效率介於數個百分點至數十個百分點之間。

相關標準：DIN 5031-1 · ISO 80000-7

同一輻射，四種參考基準：總量（Φ）、每立體角（I）、每接收面積（E），以及每立體角與投影光源面積（L）。

輻射強度（I_e），單位 W/sr

輻射強度為特定方向上發射之輻射通量與立體角元素的商。一顆輻射通量為 1 W 的 LED，若發射至 0.1 sr，則輻射強度達 10 W/sr。輻射強度因此描述了光束分佈圖中所繪示的方向性分佈。

請勿與下列項目混淆： 輻照度只能透過平方反比定律 E = I/r² 由輻射強度求得──而此定律僅在超過測光極限距離時才成立。

相關標準：DIN 5031-1 · ISO 80000-7

輻照度（E_e），單位 W/m²

輻照度為入射於某表面元素之輻射功率與該元素面積的商。它是每項紫外線應用中最核心的製程量，並以輻射計量測。在晴朗天候下，太陽於地表約可達 1000 W/m²。

請勿與下列項目混淆： 輻照度為接收端之量，會隨距離變化；輻射亮度為光源端之量，則不隨距離變化。規格書常僅標示輻照度而未附上距離──缺少距離時，此數值即毫無意義。

相關標準：DIN 5031-1 · ISO 80000-7

輻射亮度（L_e），單位 W/(m²·sr)

輻射亮度為發射之輻射通量與面積元素及立體角乘積的商。它描述光源每單位面積及立體角所發射之量，且隨著與光源距離增加而保持不變。依 IEC 62471 評估延展光源時，此為決定性的量。

請勿與下列項目混淆： 若要放行某一製程，重點在於作用點之輻照度；若要評估延展光源之風險，則以輻射亮度為準。這兩個量所回答的問題並不相同。

相關標準：DIN 5031-1 · IEC 62471

輻射曝露量（劑量）（H_e），單位 J/m²

輻射曝露量為輻照度對時間之積分。在輻照度恆定的條件下，H = E · t。此量決定紫外線製程之成敗：固化、消毒與老化皆屬劑量型製程。輻照度僅決定達到該劑量所需之速度。

請勿與下列項目混淆： 單獨的時間並不足以作為證明。輻照度與劑量這兩個量必須分別記載於文件中，因為老化中的燈管在相同時間內所提供的劑量會較低。

相關標準：DIN 5031-1 · ISO 80000-7

劑量為輻照度對時間曲線下方之面積。老化中的燈管需要更長時間才能達到相同劑量。

輻射能（Q_e），單位 J

輻射能為輻射通量對時間之積分：Q = ∫Φ dt。它是其他輻射度量學量之基礎量，其他各量皆藉由參照時間、面積與立體角而導出。對閃光燈管與脈衝系統而言，此為每一脈衝之自然量測值。

請勿與下列項目混淆： 輻射能描述光源整體之特性，而輻射曝露量描述抵達特定表面之量。

相關標準：DIN 5031-1 · ISO 80000-7

通量密度與通量密度率（H₀, E₀），單位 J/m², W/m²

通量密度率為輻射功率相對於一小球體之橫截面積之商；通量密度則為其對時間之積分。與參照平面且以餘弦權重計算斜入射輻射之輻射曝露量不同，此處來自各方向之輻射皆以全值計入。於紫外線消毒應用中，通量密度是水中微生物所適用之物理上正確的劑量量。

請勿與下列項目混淆： 在定向輻射場中，通量密度與輻射曝露量一致；但在漫射場中，通量密度可能遠大於在平面上測得之曝露量。

相關標準：DVGW W 294 · DIN 19294

平面以餘弦權重計算斜入射輻射，而小球體則自各方向全值接收輻射。因此，在水處理反應器之漫射場中，通量密度會大於輻射曝露量。

以人眼光視效能函數 V(λ) 加權後的相同物理量：流明、勒克斯、燭光。

光通量（Φ_v），單位 lm

光通量是以光視效能函數 V(λ) 加權後的輻射功率，單位為流明。它涵蓋所有方向，因此是光源總體亮度的量度。一個 60 瓦的白熾燈約可提供 900 lm；相同亮度的 LED 燈約僅需 10 W。

請勿混淆：對紫外線輻射而言，光通量沒有意義：在 380 nm 以下 V(λ) 為零。無論功率多高，紫外線光源的流明值皆為零。

依循標準：DIN 5031-3 · ISO 80000-7

發光強度（I_v），單位 cd

發光強度是某方向上發射的光通量與立體角元素的商，單位為燭光，是光度學的 SI 基本單位。一支強力手電筒沿光束方向可達 1000 cd。

請勿混淆：燭光描述單一方向，流明描述整個光源。發光強度（燭光）數值高的燈具若光束極為集中，其光通量（流明）可能不高。

依循標準：DIN 5031-3 · ISO 80000-7

照度（E_v），單位 lx

照度是入射光通量與面積的商，單位為勒克斯，是輻照度在光度學上的對應量。辦公室建議照度約為 500 lx；晴天戶外可達 100,000 lx。

請勿混淆：勒克斯通常無法直接換算為 W/m²。換算因子取決於光譜——僅在已知光源且已量測其光譜分布的情況下才可換算。

依循標準：DIN 5031-3 · DIN EN 12464-1

亮度（L_v），單位 cd/m²

亮度是發射光通量與面積元素及立體角乘積的商。它是唯一直接對應亮度感知且與距離無關的光度學量。電腦顯示器的亮度通常約為 300 cd/m²。

請勿混淆：亮度量測結果取決於量測視角：量測點過大會將背景一併平均進去，導致讀值偏低。

依循標準：DIN 5031-3 · ISO 80000-7

曝光量（H_v），單位 lx·s

曝光量是照度對時間的積分，因此是輻射曝露量在光度學上的對應量。凡是光致變化具有累積效應之處均會用到此量：藥品光穩定性測試、博物館照明以及色彩褪色等。

請勿混淆：ICH Q1B 另要求近紫外線劑量至少須達 200 W·h/m²——僅有 lux·h 的數值並不足夠。

依循標準：DIN 5031-3 · ICH Q1B

發光效率（η），單位 lm/W

發光效率是光通量與輸入電功率的商。白熾燈約達 15 lm/W，螢光燈約 60 至 100 lm/W，白光 LED 目前已超過 150 lm/W。理論上限為 555 nm 單色輻射時的 683 lm/W。

請勿混淆：燈具的發光效率是相對於電功率而言，輻射的發光效率則是相對於輻射功率而言——兩者單位相同，數值意義卻不同。

依循標準：DIN 5031-3

光視效能函數（V(λ)）

V(λ) 描述人眼在明視覺下的光譜敏感度。其峰值位於 555 nm，在 380 nm 及 780 nm 附近趨近於零，自 1924 年起由 CIE 訂定。暗視覺則適用 V′(λ)，其峰值位於 507 nm。每一項光度學量皆為其對應輻射度量經 V(λ) 加權後的結果。

請勿混淆：勒克斯計對 V(λ) 的重現程度，是以光譜失配指數 f₁′ 來描述。對 LED 光源而言，配合度不佳所造成的影響會比白熾光源更明顯。

依循標準：CIE 018 · DIN 5031-3

光度學量是以人眼的發光效能對輻射進行加權。在 380 nm 以下 V(λ) 為零——因此紫外線光源實際上幾乎沒有光通量，勒克斯計也無法量測紫外線。

發光效能常數（K_m），單位 lm/W

K_m = 683 lm/W 是輻射功率與光通量在光視效能函數峰值（555 nm）處的換算係數。光通量的計算式為 Φ_v = K_m · ∫Φ_e,λ·V(λ)dλ。自 2019 年 SI 制度修訂以來，燭光即透過此數值定義。

請勿混淆：683 lm/W 僅適用於 555 nm。對於任何實際光源，其換算係數皆較低，且取決於光譜。

依循標準：SI-Einheitensystem · CIE 018

光度學限制距離（r_min），單位 m

光度學限制距離是指超過此最小距離後，反平方定律的誤差會低於所定義限值。經驗法則為發光體最大尺寸的五至十倍；若誤差限值為 1%，則須為十倍。在此距離以內，光源已不可再視為點光源。

請勿混淆：在限制距離以內——例如直接位於紫外線 LED 陣列或面光源正下方——輻照度的衰減速率遠比 1/r² 緩慢。在此範圍內套用反平方定律會產生相當大的誤差。

依循標準：DIN 5032-1

色度、色溫、演色性——光譜輻射計能就光源的顏色告訴我們什麼。

三刺激值（X, Y, Z）

三刺激值是以三個配色函數 x̄(λ)、ȳ(λ) 與 z̄(λ) 對光譜分佈加權並積分而得：X = k·∫S(λ)·x̄(λ)dλ，Y 與 Z 同理。Y 的定義使其對應亮度——對光源而言 Y 與照度成正比。其他所有色度量都是由 X、Y 與 Z 換算而來。

請勿混淆：兩個具有相同三刺激值的光譜看起來一樣，儘管其物理特性不同——這就是同色異譜。因此僅憑色度不足以評斷一個光源，還必須一併考慮演色性。

規範依據：CIE 015 · DIN 5033-2

標準觀察者（2° 與 10°）（CIE 1931 / CIE 1964）

2° 標準觀察者（CIE 1931）描述二度視場中的色彩視覺，就如以正常距離觀看一小塊區域。10° 標準觀察者（CIE 1964）適用於較大視場，能更好地描述延伸面積。兩者對同一光譜會給出略有差異的色度；對窄帶 LED 光譜而言差異最大。

請勿混淆：來自不同觀察者的色度、色溫與色差不得相互比較。所使用的是哪一種，應記載於每一份量測記錄中。

規範依據：CIE 015 · DIN 5033-2 · ISO/CIE 11664-1

2° 觀察者（CIE 1931）適用於小視場，10° 觀察者（CIE 1964）適用於大視場。唯有註明觀察者，色彩數值才可相互比較。

色度座標（x, y）

色度座標是將三刺激值以其總和歸一化而得：x = X/(X+Y+Z)，y = Y/(X+Y+Z)。此數對與亮度無關地描述色度，並繪製於馬蹄形的標準色度圖中。白點位於 x = 0.33、y = 0.33 附近。

請勿混淆：色度圖並非視覺均勻：在綠色區域中，相同的幾何距離所代表的感知差異遠小於藍色區域。評估距離時應改用 u′v′ 或 CIELAB。

規範依據：CIE 015 · DIN 5033-3

x, y 色度圖與 u′, v′ UCS 色度圖顯示的是相同的顏色。在 u′, v′ 中，相等的距離更接近於相等的感知色差。

CIE 1960 UCS 色度（u, v）

CIE 1960 UCS 色度圖由轉換式 u = 4X/(X+15Y+3Z) 與 v = 6Y/(X+15Y+3Z) 得出。它於 1976 年被 u′v′ 取代，但至今仍有需要：關聯色溫以及與普朗克軌跡的距離 Δuv 迄今仍定義於此色度圖中。

請勿混淆：u 在兩種色度圖中相同，v 則不然：v′ = 1.5·v。混用這些數值會得到錯誤的色溫。

規範依據：CIE 015 · DIN 5033-3

CIE 1976 UCS 色度（u′, v′）

CIE 1976 UCS 色度圖中的色度由 u′ = 4X/(X+15Y+3Z) 與 v′ = 9Y/(X+15Y+3Z) 得出。此色度圖比 xy 色度圖均勻得多：Δu′v′ 為 0.0054 的距離在各處大致相當於辨別閾值。它是 LED 批次分散程度與燈具公差規格的常用度量。

請勿混淆：均勻並不代表精確：u′v′ 同樣只是近似於感知。對於物體色，CIELAB 才是更準確的選擇。

規範依據：CIE 015 · ISO/CIE 11664-5

CIELAB 色彩空間（L*, a*, b*）

CIELAB 色彩空間透過立方根函數將三刺激值映射到三個軸上：L* 為明度，範圍 0 至 100；a* 為紅對綠；b* 為黃對藍。此換算需要一個參考白，通常為標準照明體 D65 或 D50。兩點之間的歐氏距離即為色差 ΔE*ab。

請勿混淆：CIELAB 描述的是某種照明下的物體色，而非光源本身。對於光源，色度、色溫與演色性才是適當的量。

規範依據：ISO/CIE 11664-4 · DIN EN ISO 11664-4

在 a*b* 平面中，彩度 C* 是與原點的距離，色相角 h 則是方向。色差 ΔE*ab 是 L*a*b* 空間中兩點之間的距離。

DIN99 色彩空間（Lab99）（L99, a99, b99）

DIN 6176 的 DIN99 色彩空間對 CIELAB 進行變形，使其在不需要 ΔE00 那些複雜加權函數的情況下達成視覺均勻性。色差因此就是單純的歐氏距離 ΔE99。它主要應用於塗料、紡織與汽車工業。

請勿混淆：存在多種變體（DIN99、DIN99b、DIN99c、DIN99d）。必須註明所使用的是哪一種，否則數值無法比較。

規範依據：DIN 6176

色差（ΔE）

色差是均勻色彩空間中兩個色度之間的距離。ΔE*ab 是 CIELAB 中的歐氏距離，ΔE00 則是改良後的 CIEDE2000 公式，對明度、彩度與色相設有加權函數。ΔE 為 1 被視為剛可察覺的差異；在工業實務上，ΔE 低於 3 通常即視為足夠。

請勿混淆：必須註明所適用的公式：對同樣的兩個顏色，ΔE*ab、ΔE94、ΔE00 與 ΔE99 會得出不同的數值。

規範依據：ISO/CIE 11664-4 · ISO/CIE 11664-6 · DIN 6176

色溫與關聯色溫（T, T_n），單位 K

色溫 T 是指其色度與光源色度一致的普朗克輻射體之溫度。由於實際燈具幾乎從不完全符合此條件，因此使用關聯色溫 T_n（CCT）：即在 CIE 1960 UCS 色度圖中距離最小的普朗克輻射體之溫度。暖白約為 2700 至 3000 K，中性白為 4000 K，日光白則高於 5300 K。

請勿混淆：關聯色溫僅在色度接近普朗克軌跡時才有意義——常用的判準為 |Δuv| ≤ 0.005。距離更遠時，兩個具有相同 CCT 的光源所描述的顏色會有明顯差異。

規範依據：DIN 5031-8 · CIE 015 · ANSI C78.377

關聯色溫可由等溫線讀出，Δuv 則給出與普朗克軌跡的距離。兩個具有相同 CCT 的光源可能顯得偏綠或偏粉。

與普朗克軌跡的距離（Δuv）

Δuv 是色度在 CIE 1960 UCS 色度圖中與普朗克軌跡的垂直距離，並帶有正負號：正值位於軌跡上方，顯得偏綠；負值位於下方，顯得偏粉。ANSI C78.377 將白光 LED 產品的允許偏差限制為 ±0.006。

請勿混淆：兩個色溫相同的燈具可能在 Δuv 上有明顯差異，因而看起來明顯不同。只給出 CCT 而不給 Δuv 是不完整的。

規範依據：ANSI C78.377 · DIN 5031-8

一般演色性指數（R_a）

CIE 13.3:1995 的一般演色性指數，將八個標準化測試色在待測光源下的色度與其在相同色溫參考光源下的色度相比較——低於 5000 K 時為普朗克輻射體，高於此則為日光照明體。由平均色差得出 R_a = 100 − 4.6·ΔE̅。數值高於 90 視為非常好，低於 80 則對室內照明而言不足。

請勿混淆：R_a 是八個弱飽和顏色的平均值。一個 LED 可能達到 R_a 85，卻仍將飽和紅色呈現得黯淡——這正是 R9 的用途。對於窄帶光源，TM-30 是更具資訊價值的方法。

規範依據：CIE 13.3:1995 · DIN 6169

Ra 是特殊指數 R1 至 R8 的平均值：八個中度飽和的測試色，各自在參考光與測試光下比較。

特殊演色性指數（R1 至 R15）

R1 至 R8 是用以平均出 R_a 的八個弱飽和測試色。R9 至 R15 為額外項目：R9 飽和紅、R10 飽和黃、R11 飽和綠、R12 飽和藍、R13 淺膚色、R14 葉綠、R15 亞洲膚色。R9 是關鍵值：對於紅色成分薄弱的白光 LED，它常低於 20，而 R_a 卻不會明顯下降。

請勿混淆：特殊指數可能為負值。凡是要評斷肉品、紡織品或膚色者，應要求提供 R9、R13 與 R15，而不應僅依賴 R_a。

規範依據：CIE 13.3:1995 · DIN 6169

高的 Ra 可能掩蓋薄弱的 R9。飽和紅根本不納入平均值計算。

IES TM-30 保真度指數（R_f）

IES TM-30-15 的 R_f 評估光源相較於參考光源呈現顏色的準確程度。與 R_a 不同，此指數基於 99 個色樣，這些色樣涵蓋實際表面並均勻分佈於整個色彩空間，且在均勻的 CAM02-UCS 中計算。刻度範圍為 0 至 100。

請勿混淆：R_f 與 R_a 並非同一數值，也無法相互換算。對窄帶光源，R_f 通常略低，並更符合感知。

規範依據：IES TM-30-15 · ANSI/IES TM-30-20 · CIE 224:2017

Rf 評估 99 個測試色的色彩保真度，Rg 則評估飽和度。色彩向量圖顯示光源在哪些色相區間造成顏色偏移。

IES TM-30 色域指數（R_g）

R_g 比較 99 個測試色在測試光源與參考光源下於色彩空間中所張開的面積。高於 100 的數值表示顏色顯得更飽和，低於 100 則表示顯得較淡。R_g 通常介於 60 至 140 之間。

請勿混淆：R_g 本身並非品質指標：高數值可能來自過飽和的紅色，雖然搶眼卻不忠實。唯有 R_f 與 R_g 連同色彩向量圖一起，才能呈現完整面貌。

規範依據：IES TM-30-15 · ANSI/IES TM-30-20

飽和度與彩度（S, C*）

彩度 C* 是顏色與中性軸的距離：在 CIELAB 中為 C*ab = √(a*² + b*²)。飽和度 S 將此彩度與明度相關聯，S = C*/L*，因而與顏色的亮度無關地描述色彩印象。與色相角 h 一起，即構成 CIELAB 空間的極座標表示。

請勿混淆：彩度與飽和度在日常使用中常被視為相同，實則不然：兩個飽和度相同但明度不同的區域，其彩度並不相同。

規範依據：ISO/CIE 11664-4 · DIN 5033-1

色相角（h），單位 °

色相角是顏色在 CIELAB 的 a*b* 平面中的極角：h_ab = arctan(b*/a*)，以 0 至 360 度表示。它將色相與明度、彩度分離，因此正是人們談論顏色時所指的那個量：「再黃一點」意味著較大的色相角。

請勿混淆：靠近中性軸時色相角變得不確定：在彩度極低時，它會劇烈波動，而色彩印象卻不改變。

規範依據：ISO/CIE 11664-4 · DIN 5033-1

主波長（λ_d），單位 nm

主波長以幾何方式求得：自白點經過光源色度畫一條直線，並延伸至色度圖的光譜軌跡。交點處的波長即為 λ_d。它描述所感知的色相，因此是彩色 LED 分級（binning）的決定性量。

請勿混淆：峰值波長與主波長並不相同，對某個 LED 可能相差數奈米：λ_p 來自光譜的物理特性，λ_d 則來自感知。對紫色系顏色並不存在交點，此時改以補色波長表示。

規範依據：CIE 015 · DIN 5033-3

自白點經過色度的直線與光譜軌跡相交於主波長。色度在這條直線上位於多外側，即為色度學純度。

色純度（p_e），單位 %

色純度是沿著求出主波長的同一條直線上，白點至色度的距離與白點至光譜軌跡的距離之比值。白色為 0 %，純光譜色為 100 %。與 λ_d 一起，除亮度之外即可完整描述色彩印象。

請勿混淆：存在兩種定義：透過色度圖求得的激發純度，以及透過三刺激值求得的色度學純度。兩者的數值不同。

規範依據：CIE 015 · DIN 5033-3

MacAdam 橢圓（SDCM），單位 階

MacAdam 橢圓描述色度圖中無法區分兩個色度的區域。一階（1 SDCM，配色標準差）即為該辨別閾值的橢圓。燈具通常以 3 階或 5 階公差供應；要求嚴格的應用則需要 3 階或更少。

請勿混淆：階數僅適用於色度，而不適用於演色性。同一 3 階分級內的兩顆 LED，其 R9 可能相差甚大。

規範依據：ANSI C78.377 · IEC 60081

在 1 階橢圓內，色差幾乎無法察覺。LED 資料表常以 3 階或 5 階標示分級公差。

並非能量而是粒子數量──這是光化學與園藝照明所採用的觀點。

光子通量 (Φ_p)，單位為 µmol/s

光子通量計算的是光量子的數量，而非其能量。它是由輻射通量透過 Φ_p = Φ_e·λ/(h·c·N_A) 推導而得。在光化學、光聚合作用與光合作用等每個吸收光子即引發反應的領域中，正確的參考基準應是光子數量，而非瓦特。

請勿與以下概念混淆：瓦特與 µmol 之間的換算取決於波長：660 nm 的光子所帶能量僅為 330 nm 光子的一半。若不知光譜組成，換算結果並非唯一確定。

規範依據：DIN 5031-1

光合光子通量密度 (PPFD) (PPFD)，單位為 µmol/(m²·s)

光合光子通量密度表示每秒鐘落在每平方公尺上、波長在 400 至 700 nm 範圍內的光子數量。它是光子計數法中相當於輻照度的物理量，使用量子感測器量測。正午時分陽光可達 2000 µmol/(m²·s)；溫室補光通常介於 200 至 800 之間。

請勿與以下概念混淆：將 PPFD 換算成 lux 是不允許的：lux 是以人眼敏感度加權，而人眼對紅光與藍光幾乎無感──而這恰好正是植物運作的波段。

規範依據：ASABE S640

一瓦特紅光所含的光子數量比一瓦特藍光更多。對植物而言，重要的是光子數量，因此 PPFD 是以 µmol/(m²·s) 而非 W/m² 來量測。

光合有效輻射 (PAR) (PAR)

PAR 指的是波長 400 至 700 nm 的光譜範圍，葉綠素在此範圍內利用光子進行光合作用。因此 PAR 本身並非量測值，而是 PPFD、PPF 與 DLI 所參照的範圍。延伸定義中的 ePAR 則將範圍擴展至 750 nm，以涵蓋遠紅光中的 Emerson 效應。

請勿與以下概念混淆：「PAR 瓦特」是一個不明確的數值：通常指 PAR 範圍內的輻照度，而非光子通量密度。比較燈具時，值得確認所指的究竟是哪一種。

規範依據：ASABE S640

產率光子通量 (YPF) (YPF)，單位為 µmol/s

YPF 依據 McCree 提出的相對量子產率曲線對每個光子進行加權，該曲線在紅光約 620 nm 處達到峰值，在綠光處則出現低谷。它比未加權的 PPF 更準確地描述光合作用效能，但由於此曲線源自個別物種的短期葉片量測，因此較少被引用。

請勿與以下概念混淆：YPF 與 PPFD 不可直接比較。比較燈具時必須採用相同的物理量。

規範依據：ASABE S640

每日光積分 (DLI) (DLI)，單位為 mol/(m²·d)

每日光積分是 PPFD 在 24 小時內的時間積分，以每平方公尺每日的光子摩爾數表示。在照明強度恆定的情況下，DLI = PPFD · t / 10⁶，其中 t 以秒為單位。萵苣只需 12 至 17 mol/(m²·d) 即可，番茄則需要超過 20。

請勿與以下概念混淆：DLI 與 PPFD 的關係，就如同劑量與輻照度的關係：相同的每日光量，可以在短時間內以強光達成，也可以在長時間內以弱光達成──但就生物學而言，兩者並非總是等效的。

規範依據：ASABE S640

每日光積分是 PPFD 在 24 小時內曲線下方的面積，單位為 mol/(m²·d)。

量子產率 (Φ)

量子產率是指轉化的分子數量與吸收的光子數量之比。小於一的數值是常態；但在如自由基光聚合等連鎖反應中，數值可能遠大於一。它將所量測的劑量與化學轉化率聯繫起來，並說明為何兩種不同配方在相同劑量下會呈現不同程度的固化。

請勿與以下概念混淆：量子產率是光起始劑、基材與波長所構成系統的特性──無法直接由儀器讀出，也無法從一種應用直接套用到另一種應用。

規範依據：IUPAC Gold Book

以作用光譜加權之輻射：紅斑有效、殺菌性、光化性。

作用光譜（s(λ)）

作用光譜是依各波長之生物學或化學有效性加權，並歸一化至其最大值。常見範例有紅斑作用光譜、殺菌作用光譜、IEC 62471 之光化性危害函數，以及光視效率函數 V(λ)——它同樣是一種作用光譜，即視覺用的作用光譜。

請勿混淆：符號 S(λ) 被使用於兩種不同情境：在 IEC 62471 中它是光化性危害函數，而在輻射度量學中則是光源的光譜分布。必須依上下文判斷所指為何。

依循標準：IEC 62471 · ISO/CIE 17166 · CIE 015

有效輻照度是將光源光譜與作用光譜逐波長相乘而得。只有兩者重疊的部分會保留下來。

有效輻照度（E_eff），單位為 W/m²

有效輻照度是以作用光譜對光譜輻照度加權並積分而得：E_eff = ∫E_λ·s(λ)dλ。唯有如此，才能就某項效應比較光譜不同的光源。幾乎所有職業曝露限值以及紫外線消毒的劑量要求，均是指此種加權後的物理量；唯一的例外是未加權的 UV-A 限值。

請勿混淆：未說明所用作用光譜的有效輻照度是沒有意義的。同一支燈管以紅斑、殺菌及光化性三種方式加權，會得到三個不同的數值。

依循標準：IEC 62471 · DIN EN 14255-1 · OStrV

紅斑有效輻照度與紫外線指數（E_er, UVI），單位為 W/m²

紅斑有效輻照度是以 ISO/CIE 17166 之紅斑作用光譜對輻射加權，該光譜在 UV-B 達到峰值，並於 UV-A 區段下降數個數量級。紫外線指數是相對於 25 mW/m² 之數值：UVI = E_er[W/m²] · 40。紫外線指數為 8，對應紅斑有效輻照度 0.2 W/m²。

請勿混淆：紫外線指數適用於室外陽光。它並不適用於工作場所之人工紫外線光源——彼處適用德國 OStrV 之曝露限值。

依循標準：ISO/CIE 17166 · DIN EN 14255-1

紅斑作用光譜從 UV-B 至 UV-A 下降三至四個數量級。紫外線指數即由紅斑加權輻照度推算而得。

殺菌有效曝露量（H_germ），單位為 J/m²

殺菌有效曝露量是以殺菌作用光譜加權後之劑量，該光譜之最大值接近 DNA 於約 260 nm 之吸收峰。DVGW 規範 W 294 與 DIN 19294 要求飲用水消毒之照射通量至少為 400 J/m²（40 mJ/cm²），並須以生物劑量法驗證。

請勿混淆：對於 265 nm 或 275 nm 之 UV-C LED，加權方式至關重要：若未考量光譜失配，於 254 nm 校正之量測值對 275 nm LED 而言讀值會偏低。

依循標準：DVGW W 294 · DIN 19294 · ÖNORM M 5873

殺菌效應遵循 DNA 之吸收特性，其峰值在 265 nm。水銀燈之 254 nm 譜線與 UV-C LED 之 275 nm 皆接近此峰值。

藍光加權輻射亮度（L_B），單位為 W/(m²·sr)

L_B 是以於 400 至 500 nm 之間達峰值之函數 B(λ) 對光譜輻射亮度加權，藉以評估視網膜光化學危害。由 L_B 及允許照射時間，可將燈具歸類為豁免組或風險群組 1 至 3。

請勿混淆：對於小型光源及短時間觀看，會改用藍光加權輻照度 E_B 取代輻射亮度。適用何種物理量，取決於光源之視角張角。

依循標準：IEC 62471 · DIN EN 62471

光化性紫外線危害（E_S），單位為 W/m²

光化性紫外線危害是以 IEC 62471 與 ICNIRP 之函數 S(λ) 對輻照度加權，該函數同時涵蓋光角膜炎與皮膚紅斑。此即用以檢核每工作日 30 J/m² 曝露限值之物理量，亦是所有紫外線設備風險評估之慣常起點。

請勿混淆：光化性評估僅部分涵蓋 UV-A。針對 UV-A 另有一項獨立且未加權之限值適用。

依循標準：IEC 62471 · ICNIRP · TROS IOS

UV-A 輻照度（E_UVA），單位為 W/m²

E_UVA 是於 315 至 400 nm 範圍內未加權積分而得之輻照度。對眼睛而言，每工作日曝露限值為 10,000 J/m²；於 10 W/m² 下，允許照射時間約為 17 分鐘。於螢光檢測與滲透檢測中，此數值為限制性因素，而非光化性評估。

請勿混淆：各標準對範圍界限之定義有所不同：DIN 5031-7 與 CIE 將 UV-A 定為 315 至 400 nm，DIN/ISO 20473 定為 315 至 380 nm，美方資料則從 320 nm 起算。比較量測值時，應同時附上所用之界限。

依循標準：TROS IOS · ICNIRP · DIN/ISO 20473

曝露限值（H_eff），單位為 J/m²

曝露限值限制員工於八小時工作日內之曝露量。對於非同調紫外線輻射，適用光化性加權 H_eff = 30 J/m²，另加 UV-A 之 10,000 J/m²。由量測所得之 E_eff，可推算允許停留時間 t = H_eff/E_eff——於光化性輻照度 1 W/m² 下，該時間為 30 秒。

請勿混淆：此限值並非目標值，而是上限。它適用於每日所有曝露之總和，而非單一事件。

依循標準：OStrV · TROS IOS · RL 2006/25/EG · ICNIRP

將限值 30 J/m²（光化性加權）除以有效輻照度，即得每工作日之允許曝露時間。

固化劑量（H_UV），單位為 mJ/cm²

固化劑量是指達成完全交聯所需之輻射曝露量，並對應所用光起始劑之吸收範圍。典型數值介於 200 至 2000 mJ/cm² 之間。由於光起始劑僅於狹窄波段吸收，量測之波長範圍應始終隨劑量數值一併標示。

請勿混淆：未標示波段之劑量數值毫無意義：500 mJ/cm² UV-A 與 500 mJ/cm² UV-C 描述的是完全不同之製程。因此輸送帶式輻射計會於各獨立通道分別量測。

依循標準：DIN EN 13523-25

從源頭到目標的路徑上損失了什麼：穿透率、反射率、吸收率。

穿透率 (τ)

穿透率是穿透輻射功率與入射輻射功率的比值，τ = Φ_t/Φ₀。它取決於波長：熔融石英可穿透 UV-C，硼矽玻璃幾乎不能，一般窗用玻璃則完全不能。在紫外線製程中，保護管或視窗的穿透率直接決定了作用點處的輻照度。

請勿與以下概念混淆：量測所得的穿透率包含兩個表面的反射損失。純粹的材料成分——即內部穿透率——會較高。

相關規範：DIN 5036-3 · DIN EN 410

依據 Lambert-Beer 定律，穿透率隨路徑長度呈指數下降。每增加一個光學密度單位，穿透率即降為十分之一。

反射率 (ρ)

反射率是反射輻射功率與入射輻射功率的比值。在紫外線範圍內，材料之間的差異極大：PTFE 與硫酸鋇在 250 nm 以下的漫反射率可達 95 % 以上，陽極處理鋁的反射率明顯較低，一般白色塗料在紫外線範圍內反射率則大幅下降。在照射腔室中，反射對輻照度有顯著的貢獻。

請勿與以下概念混淆：必須區分鏡面反射與漫反射：鏡子會將輻射定向地反射回去，而 PTFE 表面則會將輻射均勻地散射至整個半球空間。唯有漫反射才可用於積分球。

相關規範：DIN 5036-3 · CIE 130

吸收率 (α)

吸收率是被吸收輻射功率與入射輻射功率的比值。連同穿透率與反射率，能量平衡式 τ + ρ + α = 1 成立。唯有被吸收的輻射才可能產生光化學效應——穿透或反射的輻射則沒有任何作用。

請勿與以下概念混淆：吸收率為無單位量，且以入射功率為基準；相對地，吸收係數描述輻射在材料中衰減的速度，單位為 1/m。

相關規範：DIN 5036-3

光學密度 (OD)

光學密度是穿透率的負十進對數：OD = −log₁₀τ。OD 1 讓 10 % 的輻射穿透，OD 2 為百分之一，OD 3 為千分之一。由於串聯濾光片的光學密度可直接相加，因此這是評估濾光片組合與防護眼鏡的實用量。

請勿與以下概念混淆：在分析化學中，相同的量稱為消光度或吸光度 A。對於防護眼鏡而言，防護等級是依波長範圍分別給定的——單一 OD 數值並不足夠。

相關規範：DIN EN 170 · DIN 5036-3

吸收係數 (a)，單位為 1/m

依據 Lambert-Beer 定律，輻照度在均質介質中呈指數衰減：E(d) = E₀·e^−a·d。吸收係數 a 是材料特有的單位路徑衰減常數。在水處理中，可由此推算穿透深度：當 a = 10 1/m 時，經過 10 cm 後僅剩三分之一的輻射。

請勿與以下概念混淆：存在自然對數（以 e 為底）與十進對數（以 10 為底）兩種形式，二者相差 ln 10 = 2.303 倍。引用數值時務必檢查所用的底數。

相關規範：DIN 38404-3

254 nm 之光譜吸收係數 (SAK₂₅₄)，單位為 1/m

SAK₂₅₄ 是依據 DIN 38404-3 量測之水在 254 nm 處的十進吸收係數。飲用水通常在 1 至 5 1/m 之間，廢水則明顯更高。此值常以 1 cm 路徑之 UV 穿透率表示：SAK 5 1/m 相當於約 89 % UVT。

請勿與以下概念混淆：SAK₂₅₄ 描述的是吸收，而非濁度。懸浮微粒會額外造成散射，並可能在不明顯改變 SAK 的情況下遮蔽微生物。

相關規範：DIN 38404-3 · DVGW W 294

立體角、平方反比定律、餘弦誤差、不確定度 —— 為何兩台儀器會顯示不同的數值。

立體角（Ω），單位 sr

立體角是圓錐自球面截取的面積 A 與球半徑平方的商：Ω = A/r²。整個球面為 4π ≈ 12.57 sr，半球為 2π sr。10 度的光束角約相當於 0.024 sr。

請勿混淆：半光束角與全光束角常被混用。換算為球面度時，會造成四倍的差異。

依據標準：ISO 80000-3

立體角為截取的球面面積除以半徑的平方。整個球面為 4π sr。

平方反比定律（E ~ 1/r²）

對於點光源，E = I/r²：輻照度隨距離的平方而下降，因為相同的功率分佈在以平方成長的面積上。此定律是系統設計中所有距離換算的基礎。

請勿混淆：它僅適用於光度極限距離以外的範圍。在 LED 陣列下方、管狀燈管下方或照射腔室內部，它會導致極大的誤差 —— 此時只有模擬或實際量測才有幫助。

依據標準：DIN 5032-1

平方反比定律僅適用於極限距離以外，在該範圍內光源可視為點光源。

餘弦誤差（f₂），單位 %

理想的輻照度接收器會以 cos ε 對以角度 ε 入射的輻射加權。特性值 f₂ 描述與此的偏差。依 DIN 5032-7，L 級的 f₂ 最多為 1.5 %，A 級為 3 %。在漫射照射或大面積光源的情況下，較差的餘弦響應會直接反映在讀值上。

請勿混淆：在遠距離垂直入射時，餘弦誤差幾乎不會顯現。這正是實驗室量測與設備現場量測結果常不一致的原因。

依據標準：DIN 5032-7 · DIN EN 13032-1

理想的接收器會以 cos θ 對斜向入射的輻射加權。與此的偏差即為餘弦誤差。

光譜失配（f₁′），單位 %

f₁′ 衡量儀器的相對光譜響應度與目標曲線的偏差，例如照度計的 V(λ)，或紫外線輻射計的作用光譜。f₁′ 小的感測器即使面對不熟悉的光譜也能正確讀值；f₁′ 大時，校正係數僅對用於校正的光源成立。

請勿混淆：因此對每一台寬波段輻射計而言，「是以哪種燈管進行校正的？」才是決定性的問題。凡是更換光源技術者 —— 例如自汞蒸氣燈改為紫外線 LED —— 都需要重新校正或改用光譜輻射計。

依據標準：DIN 5032-7 · CIE 220

若受測燈管的光譜與校正光譜不同，輻射計的讀值便會出錯 —— 其響應度越不貼合目標曲線，誤差就越大。

線性度（f₃），單位 %

特性值 f₃ 描述輻照度與讀值之間偏離線性關係的程度。它會在量測範圍的多個點上加以檢查。在高輻照度下 —— 例如紫外線 LED 陣列下方或固化設備中 —— 它是限制性的特性，感測器會在此飽和。

請勿混淆：在 10 mW/cm² 下讀值正確的儀器，在 2 W/cm² 下可能偏差達數個百分點。因此量測範圍屬於感測器選型與校正證書的一部分。

依據標準：DIN 5032-7

量測視場角（α），單位 °

量測視場角定義輻射亮度計或亮度計所擷取的光源範圍。常見值為 1 度或 0.2 度。在依 IEC 62471 進行評估時，該角度為規定值，因為風險群組取決於取平均所涵蓋的角度。

請勿混淆：若量測視場大於光源，暗背景會被一併平均進來，使輻射亮度讀值偏低。若視場較小，量到的則是局部峰值。

依據標準：IEC 62471 · DIN 5032-7

光譜解析度（Δλ_FWHM），單位 nm

光譜解析度是儀器函數的半高全寬，亦即儀器將無限窄譜線展寬至的寬度。它由狹縫寬度、光柵與偵測器像素決定。若要評估汞蒸氣燈等線光譜發射體，它必須明顯小於譜線間距。

請勿混淆：資料點的步進間距並非解析度。儀器可以 0.5 nm 的步進輸出，而實際上僅能解析 5 nm。

依據標準：CIE 214 · DIN 5032-1

狹縫寬度、光柵與偵測器決定光譜輻射計的光譜解析度。

量測不確定度（U），單位 %

擴充量測不確定度 U 依 GUM 由各項分量計算而得，並以覆蓋因子 k = 2 表示，相當於約 95 % 的覆蓋機率。在紫外線輻射量測中，經認證的校正依波長與量的不同，通常介於 2 至 6 %；設備現場量測的不確定度則往往更大。

請勿混淆：校正證書上的不確定度僅適用於實驗室條件。在製程中，還須加上餘弦誤差、光譜失配、污染與溫度的影響。

依據標準：GUM / JCGM 100 · DIN EN ISO/IEC 17025

計量溯源性

溯源性意指量測結果透過一條具文件記錄且不中斷的比較鏈，並在每一環節皆標示不確定度的情況下，與國家或國際標準相關聯 —— 在德國即為溯源至 PTB。依 DIN EN ISO/IEC 17025 認證的校正實驗室，以 ISO 17025 校正證書證明此一鏈結。

請勿混淆：原廠出廠證明並非具溯源性的校正。對於製程放行、稽核與風險評估，通常須具備經認證的證書。

依據標準：DIN EN ISO/IEC 17025 · VIM / JCGM 200

當一條標示不確定度且不中斷的校正鏈可通達國家標準時，該量測即具溯源性。

輻射度量以能量方式評估輻射，涵蓋整個光譜範圍，且與人眼感知無關。光度量則是以視覺敏感度函數 V(λ) 加權後的相同物理量——因此僅適用於 380 至 780 nm 的可見光範圍。因此，紫外線光源無論輸出功率多高，其流明值皆為零。只有在已知光譜的情況下，才能將 lux 換算為 W/m²。

Ra 是依據 CIE 13.3:1995 對八個弱飽和度測試色的平均值。一顆 LED 可能達到 Ra 85，卻仍將飽和紅色呈現得暗沉——只有特殊指數 R9 才能顯示這一點。IES TM-30-15 則改採 99 個色樣為基礎，並將色彩逼真度（Rf）與色域（Rg）分開評估；對於窄頻 LED 光譜而言，這是更具參考價值的評估方式。

只要光源已知且光譜穩定，並且感測器已針對該光源進行校正，寬頻輻射計即已足夠。然而，一旦需要比較不同光源技術、光譜因老化而產生偏移、必須套用作用光譜或需要決定色度，就無法避開光譜分佈 S(λ)。這種潛在的誤差稱為光譜不匹配（spectral mismatch）。

通常是劑量，也就是在該效應波長範圍內量測到的輻射曝露量 H，單位為 J/m² 或 mJ/cm²。輻照度 E 僅決定達到該劑量所需的速度。這兩個數值都必須分別記錄於文件中，因為燈管老化後，在相同時間內所提供的劑量會較低。