ILT 5000: Medidor de luz para laboratórios

O ILT 5000 é um medidor de luz que pode ser configurado pelo usuário tanto como radiômetro quanto como fotômetro. Outros tipos de medidores de luz são colorímetros, espectrômetros e espectrorradiômetros, que também medem a quantidade de luz, mas operam de maneiras fundamentalmente diferentes e possuem vantagens e desvantagens.

Radiômetros, Fotômetros e Colorímetros

Radiômetros e fotômetros consistem em um fotodetector, um sistema de leitura elétrica e uma calibração. A resposta espectral de um fotodiodo varia com o comprimento de onda da radiação incidente. Isso significa que 1 W/m² de irradiância a 350 nm no UV produzirá uma corrente elétrica diferente em comparação com 1 W/m² de luz vermelha a 650 nm.

O fotodetector é tipicamente equipado com um filtro óptico que modifica a resposta espectral inerente do sensor. Para que um radiômetro meça a quantidade de luz monocromática, basta conhecer a resposta espectral calibrada do fotodiodo nos comprimentos de onda relevantes. Se a fonte de luz não for monocromática (o que é o caso de todas as fontes de luz, exceto lasers), um radiômetro com fotodiodo sem filtro não pode fornecer medições radiométricas absolutas. Um filtro "radiométrico" pode ser acoplado ao fotodiodo para normalizar a resposta em uma faixa limitada de comprimentos de onda, tipicamente ±10% de 450-950 nm, o que oferece uma solução parcial.

Um radiômetro também pode ser equipado com um filtro que limita ou adapta a resposta espectral, sendo comumente usado em aplicações de segurança ou médicas, onde certos comprimentos de onda são mais perigosos ou mais eficazes que outros. Exemplos disso são a medição da segurança de fontes de luz UVC, a medição da efetividade eritemal de uma fonte UVB e a medição de luzes azuis de fototerapia usadas no tratamento de bilirrubina (icterícia neonatal).

Um fotômetro é semelhante a um radiômetro, mas o fotodiodo é equipado com um filtro especial que modifica a sensibilidade espectral da combinação detector/filtro para corresponder o mais próximo possível à do sistema de visão humana, definida pela eficiência luminosa espectral CIE para visão fotópica (resposta "fotópica"). A resposta fotópica do olho humano favorece fortemente a luz de cor verde, sendo a luz azul e vermelha percebidas como menos intensas. Assim, um sensor fotópico classifica o brilho das fontes de luz em estreita concordância com a forma como o sistema de visão humana as perceberia.

Um colorímetro é um tipo de fotômetro que combina três ou quatro fotodiodos, cada um com um filtro que corresponde aproximadamente às funções de correspondência de cor triestímulo do olho (as funções de correspondência de cor triestímulo XYZ ou XRXBYZ). Um colorímetro mede a cor emitida pela fonte de luz em teste e a reporta como valores triestímulo, coordenadas de cromaticidade CIE e como valores de temperatura de cor correlata (CCT) ou como um comprimento de onda dominante. O filtro Y de um colorímetro é o mesmo que o filtro fotópico em um fotômetro, portanto, um colorímetro "triestímulo" também pode funcionar como fotômetro.

Espectrômetros e Espectrorradiômetros

Enquanto radiômetros, fotômetros e colorímetros empregam fotodiodos com filtros especiais, um espectrorradiômetro mede o que é chamado de potência espectral da fonte de luz, que é a quantidade de luz em cada comprimento de onda. A resposta espectral do espectrorradiômetro é calibrada em cada comprimento de onda, o que evita o erro que surge ao medir a irradiância de fontes de luz de banda larga com radiômetros sem filtro (ou mesmo radiômetros equipados com filtros normalizadores).

A partir da potência espectral medida, as métricas radiométricas, fotométricas ou colorimétricas desejadas podem ser calculadas. Um espectrorradiômetro evita os erros potencialmente significativos que fotômetros e colorímetros com filtro sofrem quando a resposta espectral do sensor filtrado não corresponde exatamente à do observador alvo, por exemplo, a resposta fotópica do olho. Esta é uma consideração importante; um fotômetro de alta qualidade pode ter uma incompatibilidade espectral média (o fator f1') em relação ao observador fotópico de 5% na faixa de luz visível de 380-780 nm, mas ainda pode produzir erros de 50% ou mais quando usado para medir LEDs azuis ou vermelhos, por exemplo.

Um espectrorradiômetro é o nome dado a um espectrômetro equipado com ópticas de coleta apropriadas e uma calibração absoluta. Um espectrômetro é um instrumento óptico que emprega uma rede de difração que separa fisicamente a luz incidente em seus comprimentos de onda componentes. Cada comprimento de onda discreto é imageado em um fotodetector de matriz, o que permite o registro instantâneo de uma distribuição de potência espectral.