방사선 측정법, 측광 및 색채 과학에서 SPD (spectral power distribution) 측정은 단위 파장 당 조명 (복사 방출) 단위 면적당 출력을 나타냅니다. 보다 일반적으로, 스펙트럼 전력 분포라는 용어는 파장의 함수로서 임의의 복사계 또는 측광 량 (예 : 복사 에너지, 복사 플럭스, 복사 강도, 복사 휘도, 복사 조도, 복사 방출률, 복사율, 휘도, 광속 , 광도, 조도, 발광 emittance).

SPD에 대한 지식은 광 센서 시스템 응용 분야에서 매우 중요합니다. 투과율, 반사율 및 흡광도뿐만 아니라 센서 응답과 같은 광학 특성은 일반적으로 입사 파장에 따라 달라집니다.

SPD의 물리학
수학적으로, 복사 방출 또는 복사 조도의 스펙트럼 파워 분포에 대해 다음과 같이 쓸 수 있습니다.

여기서 M (λ)는 빛의 분광 방사 조도 (또는 SI 단위 : W / m3 = kg • m-1 • s-3)이다. Φ는 광원의 복사 속 (SI 단위 : 와트, W); A는 방사 플럭스가 통합되는 영역이다 (SI 단위 : 평방 미터, m2). λ는 파장 (SI 단위 : 미터, m). (나노 미터 단위로 빛의 파장을 표현하는 것이 더 편리하며, 스펙트럼 방출은 W • m-2 • nm-1 단위로 표현됩니다.) 근사는 면적과 파장 간격이 작은 경우 유효합니다 .

상대 SPD
기준 파장의 농도에 대한 주어진 파장에서의 스펙트럼 농도 (조사 또는 출구)의 비율은 상대 SPD를 제공합니다. 이것은 다음과 같이 쓸 수 있습니다 :

예를 들어, 조명기구 및 다른 광원의 휘도가 개별적으로 처리되는 경우, 분광 분포는 눈의 광도 함수 피크와 일치하는 555 또는 560 나노 미터로 단일성을 나타내는 방식으로 표준화 될 수 있습니다.

반응
SPD는 특정 파장에서 센서의 응답을 결정하는 데 사용할 수 있습니다. 이것은 파장의 함수로서 입력 파워에 대한 센서의 출력 파워를 비교합니다. 이것은 다음 공식으로 일반화 될 수 있습니다.

반응성을 아는 것은 조명, 대화 형 재료 구성 요소 및 광학 구성 요소를 결정하여 시스템 설계의 성능을 최적화하는 데 유용합니다.

근원 SPD 및 사정
소스로부터의 가시 스펙트럼에 걸친 스펙트럼 파워 분포는 다양한 농도의 상대적 SPD를 가질 수있다.빛과 물질 사이의 상호 작용은 물질의 흡수 및 반사 특성에 영향을 미치고 광원의 조명에 따라 색이 변합니다.

예를 들어, 태양의 상대적 스펙트럼 파워 분포는 직접 관측되는 경우 흰색 외관을 생성하지만 햇빛이 지구의 대기를 비추는 경우 정상적인 주간 상태에서 하늘이 파란색으로 보입니다. 이것은 레일리 산란 (Rayleigh scattering)이라고 불리는 광학 현상으로 인해 더 짧은 파장의 농도를 생성하고 따라서 청색의 외관을 낳습니다.

근원 SPD 및 색깔 외관
사람의 시각적 인 반응은 삼색 현상에 의존하여 색상 외관을 처리합니다. 인간의 시각적 반응은 모든 파장에 걸쳐 통합되지만, 상대 스펙트럼 파워 분배는 파장 대역의 집중이 감지 된 컬러의 주요 기여자가됨에 따라 컬러 외관 모델링 정보를 제공 할 것이다.

이것은 소스 조명 및 스펙트럼 분포에서 감지 된 색상이 변하고 광도와 색채 계측에 유용하게 사용되고 피사체의 색상 모양이 변하는 메타 메리 즘과 일치합니다.

소스의 스펙트럼 메이크업은 소스의 온도로 인한 컬러 외관의 차이를 생성하는 색 온도와도 일치 할 수 있습니다.