测量含荧光材料的颜色

荧光材料目前广泛应用于印刷、打印等硬拷贝输出行业。因此，含荧光材料样品的颜色测量具有重要的意义。之所以单独叙述荧光材料的颜色测量，是因为它与自发光物体和一般的非发光物体都有所不同。

首先，荧光材料只能在其他光源照射下才有光发射；其次，它不仅能反射或透射一部分照射光的光谱成分，而且，在照明光中紫外光的激发下，还能发射出可见光中一定成分的光谱。所以，荧光材料的颜色决定于它反射和发射的光谱总和。而在这两部分中，发射光谱往往起主要作用。因此，荧光材料的颜色测量比一般材料要复杂。

荧光材料的颜色特性也是用三刺激值等色度值表示的。沿着以往物体三刺激值测量的思路，如果应用分光光度的方式测量，仍旧是测量其光谱反射因数。

测量荧光材料的光谱反射因数最有用的测量方法是用复合光（包含激发荧光材料发射光的紫外光成分）直接照射样品，再用单色仪进行分光测量。在荧光材料的测量术语中，这样测量的光谱反射因数称为全光谱辐亮度反射因数，记为βT（λ）。由此，按常规方法计算三刺激值等颜色参数。

图2-8中βT（λ）曲线为一个含荧光材料黄色样品的全光谱反射因数。从图中可以看出，在500～550nm波长范围内，反射因数βT>1。这是荧光材料独有的特点。从原理上讲，在该波长范围内“反射”的总单色光能，包含这一单色入射光的反射部分（反射率小于1）和由紫外入射光激发的该单色光部分。这样，造成总的“反射”光能大于只计量该波长的单色入射光能，即出现了反射因数大于1的现象。

图2-8　含荧光材料样品的光谱反射因数

如果改用单色光照射，单一波长的光单独计量入射量和反射量，则不会在可见光范围内出现反射因数大于1的现象，因为没有计量进紫外光的激发光能。如图2-8中βC（λ）所示，为同一黄色样品的结果。

实际上，我们总在复合光（源）下观看各种样品。因此，这种材料样品颜色的测量应该选用复合光照射的全光谱反射因数的方法。而对于一般样品，复合光照明测量，还是单色光照明测量，结果都是一样的。(www.xing528.com)

对于荧光材料样品，还有一个不能忽视的问题，即用复合白光照射，光源的光谱功率分布对全光谱反射因数的测量结果也有很大的影响。光源中所含有的不同的能够激发荧光材料发光的紫外成分，会附加不同的激发光谱能量在相应波长光的“反射”成分中。图2-8中的βT（λ）为在某个特定光源照明的效果，而图2-9所示则是分别在模拟D65标准照明体的D65光源和A光源照明下对同一样品的测试结果。

图2-9　光源光谱功率分布对全光谱反射因数的影响

如果对荧光材料只关心在某一特定光源下的颜色效果，就要用该光源照明进行测试。否则，如同一般物体的颜色测量一样，照明光源也必须标准化。

一般选用D65照明体作为荧光样品测试的照明光源。要求模拟的D65光源，其光谱功率分布不仅在可见光范围内与D65标准照明体相同，且必须在能激发荧光的紫外区域也相同。实际应用中，一般用氙灯加滤色片来近似模拟，而对实际测量用的照明光源与理想照明之间的差异引起的误差进行校正。

色彩管理技术中所使用的分光光度测色仪器，对荧光样品的测试有不同的处理方式：一种是加紫外（UV）滤光片，拦截掉照明光源中能够引起样品光发射的紫外光成分，以避免荧光现象；另一种则是通常的不加UV滤光片，即可计量到荧光材料引起的发射光成分。如X-rite公司的DPT41分光光度计中，就有这样的不同选择。

除了分光光度仪器外，也有直接测量荧光样品三刺激值的光电色度计，不过在设计和制作上要求更多。要求仪器的测试光源直到紫外区，都须校正为具有D65照明体的光谱功率分布，探测器也要校正为具有CIE标准观察者的光谱三刺激值的特性等。

此外，无论选择什么测量方式的仪器，荧光样品的测量还必须注意选择适当的几何条件。如前面提到过，用积分球测量含有荧光材料的样品时，照明光束的光谱功率分布会被样品的反射和发射光改变，使测量结果偏离了标准光源条件。所以，最好选用定向型几何条件。但是，当用大的积分球、小的开孔时，对照明光束的影响可以忽略。因此，大的积分球还是可选的，但是积分球内壁的喷涂材料必须没有荧光物质。