金鉴实验室近日引进的一台新设备--近场光学含光谱测试（SIG-400）已调试完毕，欢迎咨询委案。

“近场光学含光谱”测试(SIG-400)可从多角度拍摄光源影像，建立一个光源亮度和色度输出的三维空间图像，且在LED测量方面，支持纵向和横向测试，适应几乎所有常见的光源，可采集和整理LED光源或相似的小面积光源的多角度亮度及色度值，精准的刻划出实际的光效率。汇总并进一步做光效率的分析和光学设计中射线的配置。

SIG-400（第 4 代 Source Imaging Goniometer®）是一款全自动的计算机控制测角系统，用于满足 LED 研究人员、开发人员、制造商及最终用户描述 LED 芯片或LED器件特性的需求。SIG-400 使用 ProMetric I系列成像色度计生成高精度的 LED 近场模型；该数据可直接用于研究 LED 性能，或通过 Radiant Vision Systems ProSource®软件将其数据导出，可兼容所有主要光学设计软件包。

近场光学是研究距离物体表面一个波长以内的光学现象的新型交叉学科。基于非辐射场的探测与成像原理，近场光学显微镜突破常规光学显微镜所受到的衍射极限，在超高光学分辨率下进行纳米尺度光学成像与纳米尺度光谱研究，其超高分辨率光学成像，近场局域光谱，高密度数据存储，在光电半导体领域中有着广泛应用。

近场光学服务客户：LED芯片厂、LED封装厂、LED灯具厂、光源代理商、灯具代理商、光学设计师等。

1.近场光学简介

所谓近场光学，是相对于远场光学而言。传统的光学理论，如几何光学、物理光学等，通常只研究远离光源或者远离物体的光强分布，一般统称为远场光学。而近场光学则研究距离光源或物体一个波长范围内的光强分布。

2.设备功能及特点

多角度拍摄光源影像，形成三维空间图像

支持纵向和横向测试

适应几乎所有的光源

精准计算实际光效率，更简单、更直观的分光仪设置

减少系统的体积、降低成本、简化测量工序

精准定位到待测件的中心点，误差不超过15微米

针对LED芯片和器件测量进行了优化

有多种传感器分辨率和不同视场大小的镜头可供选择

提供亮度和色度近场模型

利用集成图像数据生成Radiant Source Model™(RSM)以供完整分析

3.技术参数

设备名称：光源近场测量仪Radiant（SIG-400）

设备部件：1.光源载台 2.分布光度计&成像亮色度计&光谱仪

波长范围：350nm 到1000nm

波长分辨率：大约2nm

波长精度：632.8nm时 +/- 0.25nm

测量功能：亮度，发光强度；色度；光谱；CCT；CIE x,y；u’，v’；△E

测试视野：4.9mm，10mm，20mm，28.7mm，57mm和122mm

水平方向旋转角度范围：0°至360°

竖直方向旋转角度范围：-140°至140°

水平方向旋转角度测量步进（间隔）最小值：0.10°

竖直方向旋转角度测量步进（间隔）最小值：0.10°

常规测试条件：竖直方向旋转角度范围 0-90°，间隔5°；水平方向旋转角度范围 0-360°，间隔5°

导出文件格式：*.rs8，*.rsmx

光学设计软件光线集：支持ASAP Binary Format（*.DIS），LightTools ASCII Format 7.0（*.RAY），Simulux Binary Format（*.RAY）；TracePro/OSLO ASCII Format（*.DAT）；Zemax Binary Format（*.DAT）

4.设备可测量的光源近场模型

（1）只包含光源的亮度和辐射度分布信息，不含颜色信息：

基本上所有的仿真软件都支持此类型的光学文件（如下图），此类近场模型可适用于单色光（亮度）或不可见光（辐射度）光源的测试。金鉴检测配置的SIG-400可测试波长在350nm～1000nm范围内的光源近场模型，其中即包含了紫外和红外不可见光的测试。

只含亮度信息的光源近场模型在专业分析软件中打开界面

（2）包含亮度和和色度（三刺激值）分布信息，不包含光谱信息：

支持此类型的光学文件（如图2）的仿真软件有限，例如业界常用的Tracepro光学仿真软件则不可使用此类型光学文件进行颜色方面的模拟。另外，因每条光线不包含光谱特性，如果照明系统中包含反射或者色散的材料或部件，则无法准确仿真光线的色散效果，难以保证接收器上色度的准确。

只含亮度、色度(三刺激值)信息的光源近场模型在专业分析软件中打开界面

（3）包含亮度和和色度（三刺激值）分布信息，同时包含光谱信息：

目前大多数主流的仿真软件都支持此类型的光学文件，可以准确模拟光源的色度以及光度的分布情况。而且，如下图所示，此类近场模型可获得光源在空间任意位置的光谱分布图。

包含光谱信息的光源近场模型在专业分析软件中打开界面

光源在空间某一位置的光谱分布图

需要注意的是：

近场测试得到的近场模型并不能直接应用于光学仿真软件，需要通过专业光源分析软件生成对应光学仿真软件的包含任意光线数量的光线集文档，方可导入到对应的光学仿真软件中进行光学模拟，如市面上常用的仿真软件LightTools、TracePro、 ASAP、FRED、Zemax、LucidShape、Opticad、OSLO、SimuLux、SPEOS等。由于近场模型是光源的完整描述，因此可用它来随意生成和再生光线集(初步设计时使用较少的光线和最终设计时使用大量的光线)，从而使整体设计过程更为高效。

5．应用范围

芯片产品的发光均匀度分析

芯片产品的来料检测

封装产品的发光均匀度分析

封装产品的失效分析（色差方向）

封装产品的来料检测

光源产品不同角度的光色参数

芯片及封装产品的寿命评估

6．检测项目

7．执行标准

CIE127-2007 《LED测量》

GB∕T 39394-2020 LED灯、LED灯具和LED模块的测试方法

GB/T 9468-2008   灯具分布光度测量的一般要求

GB25991-1010    汽车用LED前照灯

8．应用实例

案例1：

（a）辉度分布图

（b）辉度3D图

（c）光谱分布图

（d）Near Field Radar Bitmap

（e）Near Field Radar Cross Section

（f）Near Field Radar 2D ISO Plot

（g）Near Field Radar 3D ISO Plot

案例2：

1. 芯片垂直方向发光均匀度测试实例

2. 特定截面光强分布图

案例3：

1. LED灯珠测试实例

案例4：

1. COB灯珠测试实例