荧光材料的颜色特征是用三刺激值和色品坐标表示的,它的测量可以用分光光度计和色度计进行。荧光材料与自发光体不同处在于它只在光源照射下才有光发射。它和一般物体的区别是:不仅能反射一部分照射光的光谱成分,而且在照明光的激发下它能发射一定成分的光谱,而这些光谱成分在照明光束中可能是不存在的。所以荧光材料的颜色决定于它反射和发射光谱的总和。
在这两部分中,发射光谱往往起主要作用。因此,荧光材料的测量比一般材料要复杂,一般有两种测量方法:
这种方法是通过激发单色仪给样品以波长为μ的单色光照射,然后用分析单色仪来测量可见波段各波长的辐亮度因数β(λ,μ)。对于不同的入射波长都可测得相应的辐亮度因数β(λ,μ),从而排列出一个矩阵。
根据Stokes定律,发射波长一定长于激发波长,这可说明矩阵对角线右上基本为0的现象。利用这个矩阵可计算在已知光谱分布的光源照射下,荧光材料的颜色特征。为此需要计算当入射辐射的光谱分布为S(μ)时,荧光材料在波长的反射和发射的相对光谱分布R(λ),计算式为:
因此荧光材料的三刺激值为:
这种方法原则上是一个完善的方法,然而确定这个矩阵却是很麻烦的,实际上未广泛应用。
此法与前法的区别是激发光束由复合光源直接照明。此法可直接测出荧光材料在测试所用光源照射下的特性,测得物体的光谱辐亮度因数[β(λ)],从而可计算三刺激值。它的计算结果只限于这种特定光源照射下的客观效果,而无法推算到另一光源下此荧光材料的颜色特征。荧光材料的光谱辐亮度因数曲线是在具有与标准照明体有相同光谱分布的光源照明下测得的。由此可看出此法与前法之间的差异是很大的。
在实际测量中通常用光源照明下样品的颜色特性来评价荧光材料的颜色特性。对光源不仅要求它的光谱分布在可见光范围内与标准照明体相同,而且还必须将能激发荧光材料发光的光谱段内(例如紫外区)的光谱分布达到与标准照明体一致。应用复合光源照射来测荧光材料的仪器很多,它们与一般分光测色仪器不同,分光测色仪器的样品是放置在光电探测器之间,用单色光照射样品,而荧光侧色仪器是将样品放置在光源与单色仪之间,用复色光照射样品;同时对荧光测色仪的光谱分布有要求,一定要模拟成为光源。