LED 半高寬 FWHM 是什麼?看懂光譜寬度這個規格

翻開 LED 或光照面板的規格,除了「630 nm」「850 nm」這類波長數字,有時還會看到「FWHM」或「半高寬」這個項目。它描述的不是光的顏色,而是光譜有多「寬」。這篇用簡單的方式說明半高寬是什麼、怎麼讀,以及它和峰值波長的關係。

翻開 LED 或光照面板的規格,除了「630 nm」「850 nm」這類波長數字,有時還會看到「FWHM」或「半高寬」這個項目。它描述的不是光的顏色,而是光譜有多「寬」。這篇用簡單的方式說明半高寬是什麼、怎麼讀,以及它和峰值波長的關係。

LED 發出的不是單一波長

規格上寫的 630 nm,指的是 LED 發光最強的那一點,也就是「峰值波長」。實際上 LED 會以這個點為中心,向較短和較長的波長兩側散開,畫成圖就像一座小山:中間最高,兩邊逐漸變低。這座山的形狀,就是這顆 LED 的光譜。

只看峰值波長,只能知道山頂在哪裡;想知道山有多寬,就要看半高寬。

半高寬(FWHM)怎麼量?

FWHM 是 Full Width at Half Maximum 的縮寫,中文叫「半高寬」。做法是:先找到光譜的最高點,再在最高點一半的高度畫一條橫線,這條線和光譜兩側交會的兩個波長,相減後的差距就是半高寬,單位同樣是 nm。

舉例來說,一顆峰值 660 nm 的 LED,如果在一半高度時對應到 650 nm 和 670 nm,它的半高寬就是 20 nm。數字越小,代表光越集中在峰值附近;數字越大,代表光分布在比較寬的一段波長裡。

不同光源的光譜寬度

不同種類的光源,光譜寬窄差很多。下表是一般常見的大致範圍,實際數值依各產品的原廠資料為準。

光源光譜樣子大致寬度
雷射非常窄的一條線通常不到幾 nm
可見光單色 LED一座窄窄的小山約 15–30 nm
近紅外 LED稍寬一些的小山約 30–50 nm
鹵素燈、白熾燈連續、平緩的寬廣光譜橫跨數百 nm

資料整理/imetta 製表

半高寬和規格表的關係

知道半高寬之後,就比較容易理解為什麼 630 nm 和 660 nm、或 810 nm 和 850 nm 的 LED,光譜邊緣會部分重疊:每顆 LED 都有十幾到幾十奈米的寬度,相鄰波長自然會有交集。這也說明了為什麼近紅外 LED 直視時,偶爾能看到淡淡的暗紅光點,因為光譜較短的一側落到了可見光的尾端。

半高寬是描述光譜形狀的物理量,數字大小只代表寬窄不同,沒有絕對的好壞。規格表上其他項目的讀法,可以參考紅光面板規格表怎麼看?;想了解單一波長,可以看630 奈米紅光是什麼?。

使用任何亮光產品的基本提醒

  • LED 面板亮度高,近距離直視會刺眼,使用時建議閉上眼睛或配戴護目鏡。
  • 依照產品說明書建議的距離與時間使用;皮膚感覺過熱時,把距離拉開。
  • 對光敏感、正在服用光敏感性藥物、懷孕,或有任何健康疑慮的人,使用前請先諮詢醫師。

常見問題

規格表沒有寫半高寬怎麼辦?

很多產品只標示峰值波長,沒有列出半高寬。如果想知道,可以向廠商詢問 LED 的光譜資料,並請對方以書面提供。

半高寬和光功率密度有關嗎?

兩者描述的是不同的東西。半高寬講的是光分布在哪一段波長、有多寬;光功率密度(mW/cm²)講的是單位面積接收到多少光,會隨距離改變。

用肉眼看得出半高寬的差別嗎?

很難。人眼只會感受到整體的顏色和亮度,分辨不出光譜寬窄的細微差異,要用光譜儀才量得出來。


【免責聲明】
本篇內容僅供一般光學科普與居家生活資訊參考,不構成任何保健建議、診斷或照護方案,亦不能取代專業醫事意見。文中波長與規格說明僅為事實性資訊,不代表任何產品之效果宣稱。本產品為一般居家光照設備,非醫療器材,不具任何診斷或治療作用。

每個人的身體狀況不同,實際使用感受因人而異。如有健康疑慮,或正在接受治療、服用藥物者,使用前請先諮詢醫師。