什么是分光光度法？分光光度法主要是测量物体反射的光谱功率分布，或物体本身的光谱光度特性，然后再由这些光谱测量数据通过计算求得物体在各种标准光源和标准照明体下的三刺激值。本文对分光光度法的测色原理及测色仪器的发展现状做了简要的介绍，感兴趣的朋友可以了解一下！

什么是分光光度法？

分光光度法是目前颜色测量的主要方法，不仅精度高，而且测速快。分光光度法通过获取样品反射光的光谱功率，结合已知的光源的光谱功率，计算出样品的颜色的三刺激值，进而计算出其他颜色参数。主要是采用分光器（如光栅）对光源光进行分光，通过探测器探测样品在整个空间的光谱能量分布信息。根据结构的不同分为机械式扫描和电子快速扫描式，根据仪器大小又可以分为台式和便携式。

分光光度法的测色原理：

分光光度法通过测量光源的光谱功率分布或物体反射光的光谱功率，来计算颜色的三刺激值，进而由此计算出各种颜色的参数。它通过探测样品的光谱成分确定其颜色参数，所以精度比较高。在大多数颜色测量中采用物体反射色测量。

按照光路组成的不同，分光光度法可分为单光束分光测色法和双光束分光测色法：

单光束分光测色法只采用一个分光器件和一个探测器。测量时，通过比较参照物和样品在同一波长上反射的单色辐射功率得出数据，采用软硬件措施消除测量的系统误差（光源光强分布差异、光路变化、温度变化、电路漂移等）。该方法成本较低。

双光束分光测色法采用两个分光器件和两个探测器同时测量样品和参照标准，克服了系统变化带来的误差。

根据光谱信号采集方式的不同，分光光度法可分为光谱扫描法和光电摄谱法两种：

光谱扫描法是单通道测色方法。它按一定波长间隔，采用机械扫描结构，逐个波长采集光谱信号，经信号处理后显示数据。其优点是精度较高，缺点是光路和结构复杂，测量速度慢，且波长重复性差，对光源的稳定性要求较高，受光源的不稳定性等因素影响严重，不适合在线测量。此类仪器一般由光源、单色器、探测器、数据处理和输出装置组成，其光源一般为稳定性光源，如卤钨灯、氙灯等。单色器是仪器的核心，分为棱镜分光式、光栅分光式和滤光片分光式等。探测器采用光电倍增管及光电管。

光电摄谱法可同时探测全波段光谱。它通过分光系统由多通道光电探测器探测待测物整个空间光谱能量的分布信息，然后将光谱信息产生的时序信号送入处理电路进行处理和计算，最后显示数据。光电摄谱法是光谱分析技术领域中的一次革命，与使用单色仪和光电倍增管的传统光谱扫描测量系统相比有许多优点，例如测量时间极短，信噪比较高，对光源稳定性要求低，不必使用机械扫描就能获取空间分辨和时间分辨光谱，特别适用于瞬态和大数据量的光谱测量。

采用光电摄谱法的分光测色仪一般由光源、积分球、摄谱仪、信号处理电路和显示电路组成。摄谱仪由分光器件和多通道探测器组成。探测器普遍采用自扫描光电二极管阵列（SPD），CCD器件等。摄谱仪将待测光分光并成像，投射在探测器的光敏面上。

摄谱仪一般用光栅作为分光器件。光栅摄谱仪最初用平面光栅进行光谱扫描，结构复杂，测速慢随着光栅制作工艺的提高，采用入射光和谱面均位于罗兰圆上的凹面光栅I分光，提高了测色精度，但难以与迅速普及的多通道光电探测器匹配。20世纪90年代中期的光栅摄谱仪采用全息平场凹面光栅分光，能够平面成像，且集聚色散、聚焦和准直功能于一体，称为平场摄谱仪。平场摄谱仪无需准直透镜和成像物镜，具有光学面少，结构简单、体积小和光能利用率高等优点。

分光光度法测色仪器的发展现状：

分光光度法常用仪器主要是分光测色仪，它是以测量被测物体表面的光谱反射率来计算颜色信息的，光谱式的分光测色仪可以准确测量被测物体表面的光谱反射率，其测量误差在各个波长处的差别不大，且在测量不同表面光谱反射率的被测样品时的误差是相对均衡的。得到了被测样品的光谱反射率数据后，就可以计算其在不同标准光源下的颜色三刺激值和其它与颜色相关的参数。与光电积分式测色仪相比，其测量精度高，且可以得到更为丰富的颜色数据，便于对颜色的测量、识别和计算等，如今已经成为颜色测量行业应用最为广泛的仪器。

在设计光谱式的分光测色仪时，在光源的选择上，一般使用在可见光范围内有充足分布的氙灯或卤钨灯。传感器采用阵列探测器，色散方式一般为光栅分光。在测量时，仪器内的光照射在被测样本上，经样本表面反射，反射光进入仪器内的分光色散系统，色散系统再将光投射在阵列探测器上，使阵列探测器读取到被测样本该点在可见光范围内的光谱。