1）波长标定误差
经分光系统分出的单色光在光谱面上呈线性位置排列 ， 自扫描光电二极管阵列就用来接受各个单色光 。 我们以16位自扫描硅光二极管阵列为例 ， 简要介绍其工作原理和波长标定的概念 。
自扫描硅光二极管的结构层次如图四所示 ， 在一块厚度在1/3毫米的单晶硅片上 ， 通过掺杂质形成p+ 和 n+ 区 ， 中间是n 区 ， 在介面形成PN结 ， 又在p+区上面热生成一层二氧化硅的透明绝缘薄膜作为保护膜 。 当光线射到PN结 ， 光子激发电子-空穴对 ， 在电路上产生光电流 。
图四（引自马志栋. 动态分光测色仪硬件系统的研制[D
）
光电探测器阵列对光辐射的反应都会存在波长的选择性 ， 光谱响应度就是指光电探测器阵列对不同波长光的响应度 。 光谱响应度的大小直接关系到输出电流的大小 ， 进而影响测量值的大小 。 所以使用线阵的光电探测器阵列来采集单色光信号存在一个波长标定问题 。 即如何确定哪个象元所采集得到的光信号对应于哪个波长的单色光 。 一般来说 ， 分光色度仪校准的第一步就是将光电探测器阵列位置映射到绝对波长 。 我们经常使用氦源作为波长的校准基准 ， 因为氦源以非常精确的众所周知的波长可以为我们提供可靠的波长定标 。
2）光电探测器阵列误差
光电探测器阵列都存在一定的噪声 ， 这是一种杂乱无章 ， 无规则起伏的输出 。 一般来说 ， 噪声信号对时间的平均值为0 ， 但是其均方根的值却不为0， 因此我们将这个信号的均方根值称为光电探测器阵列的噪声信号 。这就需要我们在校准的时候 ， 为光电探测器阵列建立光谱校正因子 。 通过将已知光谱强度与测量值进行比较 ， 为探测器阵列建立光谱校正因子 ， 用于确保在测量未知样品时 ， 测量后返回的光谱是经过了校正因子后的准确测量值 。校准时要使用可追溯的标准计量局认可的标准光谱辐射源（比如NIST 校准源） ， 进行多次测量并取平均值 ， 以确保最佳信噪比 。
3）非线性误差
光度的线性是指仪器的光度测量系统对于照射到探测器上的光辐射功率与系统的测定值之间符合线性关系的程度 。 光度的线性越好 ， 表示光度的测量准确性越高 ， 也就是表明仪器能按准确的比例反应入射辐射的变化 。 由于分光光度计中探测器阵列 ， 电子线路等硬件系统非线性因素的影响 ， 整个系统的光度线性必须加以校准 ， 才能获得准确的测量值 。
我们以光电探测器存在的暗电流为例 ， 解释线性校正对精确测量的重要作用 。 光电探测器普遍存在暗电流 ， 即没有光照射时 ， 测色系统仍旧有信号输出 。 通过消除暗电流的影响 ， 可以将系统输出曲线逼近我们需要的直线 。 如图五所示：将原本的非线性响应曲线L通过校准修正得到线性的响应曲线OA 。 显著提升系统的测量精度 。
图五（引自马志栋. 动态分光测色仪硬件系统的研制[D
）
4)杂散光导致的误差
杂散光是指被掺杂到被测主光束中的其他光束或者掺杂到测量谱带内其他波长的辐射 。 杂散光的出现主要是由于光路中的光学元件以及光路侧旁的障碍物引起的光的反射或者折射造成的 。 分光器件中不同干涉级光谱的重叠也是杂散光的重要起因 。 为了减少杂散光的影响 ， 我们一般可以采用以下几种方法：a）设置光阑 ， 合理设置光阑的结构可以避免光阑散射 ， 有效减少主光束的杂散光的影响 。 b）仪器内部空间涂黑 ， 黑色围蔽吸收光的能力强 ， 反射比很低 ， 杂散越小 。 c）加载截止滤光片 。 光栅等分光元件由于存在不同级次光谱的重叠 ， 造成在测光带内可能存在杂散光 。 可以采用加载截止滤光片的方法滤去残余光谱 。
控制杂散光的影响是分光式色度仪校准的重要内容 ， 通过校准中的杂散光测试来确定被测波长以外的杂散光的能量贡献 。
分光式色度仪是颜色测量中最基本的仪器 ， 可以给大量的工业应用提供高精度的颜色测量 。 同时因为需要消除各种误差（本文重点探讨了波长标定误差 ， 光电探测器阵列误差 ， 非线性误差 ， 杂散光导致的误差） ， 就必须要有定期的校准才能保证设备达到颜色测量的高精度 。 长时间未校准的色度仪有可能存在测量精度的下降 ， 测试结果偏移的问题 ， 给我们的各种工业应用造成显著影响 。
一般来说 ， 正常使用分光式色度仪需要一年左右时间校准一次 ， 如果发现测量结果有明显偏移或者异常 ， 就需要立即给色度仪进行年度的校准 。 分光式色度仪的校准是专业化很强的技术工作 ， 不仅需要符合标准计量局认可的校准环境（例如NIST 认可的校准光源和仪器） ， 同时需要受过专业训练的技术人员按照标准校准规则和利用校准软件来实现有效的校准 。
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