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隨著(zhù)LED技術(shù)的迅猛發(fā)展，尤其是發(fā)光效率的逐步提高，LED的應用市場(chǎng)正逐步擴大。在使用過(guò)程中，要對發(fā)光二極管的色度、光感度以及電參數等進(jìn)行檢測。LED的發(fā)光性能特別，其單個(gè)芯片可以說(shuō)就是一個(gè)標準的光源，因為其發(fā)光點(diǎn)不大，算得上是點(diǎn)光源，發(fā)光的統一性能極佳，立體角也不大，同時(shí)大部分的LED芯片都屬于單色光。這就表示對芯片的測量是十分簡(jiǎn)單易行的。不過(guò)，單個(gè)芯片跟經(jīng)過(guò)封裝后的LED以及用眾多芯片排布成的陣列式原件相比，二者在發(fā)光特性上還是有較大區別的。跟單顆LED不同，這類(lèi)經(jīng)過(guò)封裝或者組合的原件發(fā)光沒(méi)有統一性，發(fā)光角度不大。因此對于經(jīng)過(guò)封裝的LED進(jìn)行測量，首先要優(yōu)化并統一標準，所得結果才具有一致性。 1、LED的檢測參數 通常而言，對于LED的測評有眾多光學(xué)參量，例如光與輻射的強度和通量大小，發(fā)光效率，峰度以及風(fēng)波和主波的長(cháng)度等等。不過(guò)，當前LED光源已經(jīng)構成了對傳統光源的挑戰，在競爭中，自然會(huì )有更多的測量要求出現，比如用戶(hù)最關(guān)心的照度以及亮度。在測量過(guò)程中，涉及到的儀器有光度計、輻射計等等。 2、發(fā)光強度的測量 通常情況下，由一個(gè)點(diǎn)光源產(chǎn)生的光具有向同性，根據這個(gè)原理，人們能夠利用對任何一個(gè)既定方向的單位立體角進(jìn)行光通量的測定，以此來(lái)明確點(diǎn)光源的發(fā)光強度？發(fā)光二極管的尺寸很小，光強度也不大，因此在測量時(shí)要將探頭放置在靠近LED的地方，如果以常規手段進(jìn)行光強測定，勢必造成較大誤差。所以，業(yè)內相關(guān)標準很早就規定了有關(guān)LED光強的測定準則，其中對于發(fā)光二極管應放于參考光軸的什么方位、距離遠近、探頭的大小以及立體角的具體數據都做了明確規定。若是一個(gè)特定光源的光強會(huì )跟隨角度以及距離的調整而發(fā)生改變，那么，針對此光源的所有測量數據實(shí)則為各個(gè)測量標準下的平均數據。也就是可將光強測定值稱(chēng)作發(fā)光二極管的平均光強�，F階段，幾乎所有研究單位都采用這一平均光強進(jìn)行研究。 3、總光通量的測量 以上所探討的是針對發(fā)光二極管的光強測定，若是對全部角度的測定結果通過(guò)積分處理，便能獲得LED輻射光通量的總和數值。當前，對于光通量的測定，可以從其原理來(lái)區分，除了總光通量以為還有一種是光強積分的測量方法；從測量方法來(lái)劃分，也可分為兩種，一個(gè)是采用分布光度計，一種是采用積分球。 3.1、總光通量的基準測量方法 總光通量的基準測量方法是國標GB/T24824-2009推薦的首選方法，當對測量結果有爭議的時(shí)候，應采用本方法測量。 該方法是在測光暗室內，使用探測器旋轉式分布光度計，采用照度分布積分法實(shí)現總光通量的測量。同時(shí)，該方法要求被測LED模塊發(fā)光中心處于分布光度計的旋轉中心。通過(guò)數值積分可由公式計算LED模塊的總光通量。 3.2、光強積分法測量光通量 光強積分法是在測光暗室內，使用分布光度計測量LED模塊的光強分布，通過(guò)數值積分的方式計算出LED模塊的總光通量和區域光通量。該方法同樣要求被測LED模塊發(fā)光中心處于分布光度計的旋轉中心，同時(shí)測量距離足夠大，能夠把被測LED模塊近似認為點(diǎn)光源。 3.3、積分球法測量光通量 積分球法是將積分球與光度計或光譜輻射計結合，采用替代方法測量總光通量。采用積分球法測量時(shí)，應分別將標準LED模塊和被測LED模塊放入積分球內點(diǎn)燃，并分別記錄它們在光電轉換器的讀數Ei和Eo，則可通過(guò)公式計算求得被測LED模塊的光通量。 采用積分球法測量時(shí)應注意以下問(wèn)題： 1）積分球應足夠大，積分球內壁涂層反射率應具備良好的均勻性和光譜中性，并且對溫度和濕度變化不敏感，積分球內擋光物體盡量少。 2）用同種類(lèi)型的標準LED模塊對積分球光度計或積分球光譜輻射計進(jìn)行校準，已得到較好的測量不確定度。 4、光譜測量 LED的峰值，有很多種波長(cháng)，范圍包括了全部可見(jiàn)光，及其左右的部分相鄰紅外和紫外光。這些光的光譜較之于白熾燈光，差異性很大。LED光譜很窄，僅為20至40納米范圍內，采用的探測儀器頭要在其光波段中獲得理想的響應，而不僅僅是針對寬波長(cháng)做平均測定。對光度計或是輻射度測量?jì)x器進(jìn)行校準，若用白熾光源，只能做寬泛的整體校準，以這些儀器來(lái)對LED光源進(jìn)行測量時(shí)，會(huì )產(chǎn)生不小的誤差。 5、環(huán)境條件 LED又被稱(chēng)作冷光源，不過(guò)這并不表示它的發(fā)光過(guò)程就完全不受其他發(fā)熱物的影響。LED大多以固體原件形式存在，在其上添加電壓，可讓電子以及空穴經(jīng)由固體材料內部反向流動(dòng)，在電子以及空穴復合后，就可以產(chǎn)生激發(fā)狀態(tài)，呈現出發(fā)光的狀態(tài)。為了使其發(fā)光更為平穩，就需要控制外加電流，所以，LED一般都采用恒定電流下的直流電進(jìn)行供電。其典型電流范圍在10毫安至20毫安之間，一些高功率的發(fā)光二極管供電需求在200毫安至300毫安之間。 對LED發(fā)光可造成影響的另一要素就是溫度環(huán)境。發(fā)光二極管一遍都是以導熱性能不佳的材料包裝，唯有銅導線(xiàn)可能會(huì )造成其升溫，特別是大功率的，因此十分有必要針對LED的夾具以及電導線(xiàn)做降溫處理，不然就很有可能給測量結果造成極大誤差。 對上述兩點(diǎn)進(jìn)行很好的把握是十分關(guān)鍵的，所以，要在恒溫恒電流的環(huán)境下進(jìn)行LED光通量的測量才有可能具備可重復性。 6、結束語(yǔ) 發(fā)光二極管有著(zhù)極為特別的發(fā)光性質(zhì)，對其進(jìn)行各種測量時(shí)不可全部依照傳統方法執行。第一，在針對傳統光源的測量里，其所定義的光強跟LED的不盡相同，依據國際相關(guān)組織的界定，唯有通過(guò)設定相對固定的距離、方向以及立體角才有可能獲得重復性較好的測量結果，同時(shí)，對探測器也有相應的規定；第二，本文探討了對LED光通量測定有所影響的各類(lèi)要素，例如，運用的積分球應當盡可能的大，對環(huán)境溫度與濕度的敏感性不高，球里的擋光雜質(zhì)要盡可能少等等；第三，本文對采用傳統光源所校核的探測器來(lái)測量LED光譜可能出現的偏差進(jìn)行了討論，特別是對于紅、藍兩色LED的光譜測定偏差明顯；第四，本文還探討了在LED測量中，環(huán)境因素所造成的影響，要確保在恒溫恒電流的環(huán)境下進(jìn)行LED光通量的測量，才有可能具備可重復性。 若想獲得更多資訊，歡迎前往儀商城進(jìn)行了解 儀商城，一站式工業(yè)儀器儀表電商平臺 |
