Valovoima - kandela (cd)

Määritelmä: Yksi kandela on sellaisen valonlähteen valovoima, joka lähettää tiettyyn suuntaan monokromaattista taajuudeltaan 540 x 1012 hertsin valosäteilyä 1/683 watin säteilyteholla steradiaania kohden. (CGPM 1979)

Toteutus: Valovoima on valonlähteen säteilemä teho avaruuskulmayksikköä kohden painotettuna ihmissilmän spektrisellä herkkyydellä, V(λ):lla. Silmän spektrinen herkkyys riippuu vallitsevasta valaistusvoimakkuustasosta. Fotometrisissä kalibroinneissa käytetään pääasiassa päivänäkemisen (photopic) mukaista V(λ)-käyrää, minkä aallonpituusalue on 360 – 830 nm, huipun ollessa 555 nm aallonpituudella.

Käytännössä valonlähteen valovoima Iv määritetään mittaamalla valonlähteen valaistusvoimakkuus Ev tunnetulla etäisyydellä d, jolloin valonlähteen valovoima voidaan laskea kaavalla

Iv = Evd2.

Valaistusvoimakkuus on silmän näkemä valonlähteen tietylle pinta-alalle säteilemä teho, mikä voidaan ilmaista kaavalla
Valaistusvoimakkuus kaava
missä Km on konversiokerroin 683 lm/W, Φe(λ) on valonlähteen spektrinen säteilyteho watteina ja A on säteilyn vastaanottava pinta-ala. Valovoiman ylläpitoon käytetään tyypillisesti laajakaistaisia, spektriseltä säteilyteholtaan CIE standard illuminant A:n muotoisia standardivalonlähteitä, minkä värilämpötila on 2856 K.

MIKES-Aallossa standardivalonlähteiden valaistusvoimakkuus mitataan itse kehitetyllä referenssifotometrillä, mikä koostuu trap-detektorista, optisesta lämpötilastabiloidusta V(λ)-suodattimesta ja halkaisijaltaan 3 mm:n tarkkuusapertuurista. Fotometrin rakenne mahdollistaa sen kaikkien kolmen osan erillisen karakterisoinnin. Fotometrissä käytettävän trap-detektorin spektrinen tehovaste on jäljitettävissä kryogeeniseen radiometriin. V(λ)-suodattimen spektrinen transmittanssi on jäljitettävissä MIKES-Aallon referenssispektrometriin. Tarkkuusapertuurin pinta-ala ja etäisyyden mittaukset ovat jäljitettävissä MIKESin interferometriin pohjautuviin pituuskalibrointeihin. Lähitulevaisuudessa kryogeeninen radiometri voidaan korvata uudentyyppisellä PQED-radiometrillä (Predictable Quantum Efficient Detector), millä voidaan päästä kryogeenistä radiometriä vastaavaan mittausepävarmuuteen jo huoneenlämmössä.