总光通量和光谱分布测量-中国LED网
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光源与照明工程系 Lighting Sources and Illumination Engineering Department
二.LED的主要的光学、电学和热特性
•辐射的空间分布 •辐射的光谱分布 •辐射的中心波长、峰值波长、质心波长和光谱宽度 •辐射的发光面和角分布 •电特性 •标准参考光源
LED的电特性
• 恒定电流下工作
– LED工作电流恒定为IF，相应电压UF可由LED 两边触点测得。建议采用四脚LED。LED消耗 U I 的电功率可由下式计算得到： – 对于LED特性参数的测量，恒定的工作电流是 至关重要的。
el F F
• 恒定电功率下工作 • 恒定光输出下工作
– 需要“控制线路”的光线反馈系统
LED的光学特性——辐射的中心波长
峰值波长 质心波长
Βιβλιοθήκη Baidu
光源与照明工程系 Lighting Sources and Illumination Engineering Department
LED的光学特性——发光面和角分布
光源与照明工程系 Lighting Sources and Illumination Engineering Department
LED的测量
主讲：宋贤杰 测试：李绮珍
光源与照明工程系 Lighting Sources and Illumination Engineering Department
关于LED计量测试国际标准的介绍
• 国标照明委员会（CIE）第二分部（D2）于
2001年5月在美国华盛顿国家标准局（NIST） 召开CIE第二次LED专家会议，共有美国、法 国、英国、中国、日本等17个国家，约200 人参加。此会议的主题是讨论LED的光学特 性和相关的计量方法。
一. LED 测量的分类
• A. 实验室测量
对于大多数生产商和LED的大批量使用者，通常首先在设备完善的实验 室中获得LED的特性参数。由此，得到各种不同类型的LED工作参数，用于生 产过程中的质量控制。
• B. 整体试验
整体试验用于生产控制或检验入货的质量。由于要处理大量单元，试验 的装置应能高速运作。 当对LED的常规测量在专业实验室之外时，有稳定、经定标的标准LED 就非常重要。这些标准LED还必须有与所测的LED同样的空间和光谱特性，这 样，就能尽可能确保测量过程仅是一个简单而直接的对相似器件的比较过程。 在所提的建议中，我们考虑更多的是A类试验。在实验室获得一套工作特 性参数之后，生产商和使用者的责任是确保用于常规生产检验的测试装置能 正确地测量。值得再次重申的是，在测试装置被安装之前，应对理论依据和 可能的误差来源进行仔细的研究。
光源与照明工程系 Lighting Sources and Illumination Engineering Department
LED的光学特性——X，Y色坐标
光谱纯度
光源与照明工程系 Lighting Sources and Illumination Engineering Department
光源与照明工程系 Lighting Sources and Illumination Engineering Department
目录
• LED测量的分类
• LED的主要的光学、电学和热特性 • LED的发光强度、总光通量和光谱分布测
量
• 测试实例分析
光源与照明工程系 Lighting Sources and Illumination Engineering Department
F
I F
A
– 如果LED的工作电流为IF0， 相应正向电压为UF0， 则此时 RF 0 U F 0 I F 0 的微分电阻为： – 则电压/电流特性可近似表示 为： U ( I ) R I log(b II 1) b exp(R U I
F
F0
F
F
F0
F0
)
•工作环境温度
•温度对LED的影响
光源与照明工程系 Lighting Sources and Illumination Engineering Department
LED的光学特性——辐射的空间分 布
• 空间分布不均匀性。 • LED辐射的空间特性
取决于封装半导体芯 片的形式。因为，封 装内可能带有内部反 射杯、透镜以及一些 散射和滤色材料。
光源与照明工程系 Lighting Sources and Illumination Engineering Department
LED的光学特性——辐射的光谱分 布
• LED 光 辐 射 光 谱 分 布
有其独特的一面。它 不是单色光（如激 光），也不是宽光谱 辐射（如白炽灯）， 而是介于两者之间： 有几十纳米的带宽、 峰值波长位于可见光 或近红外区域。
光源与照明工程系 Lighting Sources and Illumination Engineering Department
LED的电特性——正向电压
• 正向电压的大小取决于LED的半导体材料 。
• 单个 LED 的电压与电流 IF 和半导体芯片的温度
TC有关：
U F U F (TC , I F )
光源与照明工程系 Lighting Sources and Illumination Engineering Department
LED的电特性——测量方法
方法 特点 调制电流方式（ 恒流方式） 辐射效率 （ 辐射功率/电 功率）受电流影响
单脉冲方式 多重反复方式（使用复合 电路） 10s 毫秒 不影响温度 （用于生产控制） 短时间重复加大电流信号， 测量取平均值（结果等同 与恒流方式）
• 正向电压的全微分dUF可分为两部分：
dUF U F U F dIF dTC I F TC
光源与照明工程系 Lighting Sources and Illumination Engineering Department
LED的电特性——正向电压
• 与电流的关系
– 在稳定的温度下，所有半导体 LED的正向电压及电流的关系 基本一致。在正常工作状态下， 即启动和饱和状态之间，斜率 基本为线性： U 10V
二.LED的主要的光学、电学和热特性
•辐射的空间分布 •辐射的光谱分布 •辐射的中心波长、峰值波长、质心波长和光谱宽度 •辐射的发光面和角分布 •电特性 •标准参考光源
LED的电特性
• 恒定电流下工作
– LED工作电流恒定为IF，相应电压UF可由LED 两边触点测得。建议采用四脚LED。LED消耗 U I 的电功率可由下式计算得到： – 对于LED特性参数的测量，恒定的工作电流是 至关重要的。
el F F
• 恒定电功率下工作 • 恒定光输出下工作
– 需要“控制线路”的光线反馈系统
LED的光学特性——辐射的中心波长
峰值波长 质心波长
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LED的光学特性——发光面和角分布
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LED的测量
主讲：宋贤杰 测试：李绮珍
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关于LED计量测试国际标准的介绍
• 国标照明委员会（CIE）第二分部（D2）于
2001年5月在美国华盛顿国家标准局（NIST） 召开CIE第二次LED专家会议，共有美国、法 国、英国、中国、日本等17个国家，约200 人参加。此会议的主题是讨论LED的光学特 性和相关的计量方法。
一. LED 测量的分类
• A. 实验室测量
对于大多数生产商和LED的大批量使用者，通常首先在设备完善的实验 室中获得LED的特性参数。由此，得到各种不同类型的LED工作参数，用于生 产过程中的质量控制。
• B. 整体试验
整体试验用于生产控制或检验入货的质量。由于要处理大量单元，试验 的装置应能高速运作。 当对LED的常规测量在专业实验室之外时，有稳定、经定标的标准LED 就非常重要。这些标准LED还必须有与所测的LED同样的空间和光谱特性，这 样，就能尽可能确保测量过程仅是一个简单而直接的对相似器件的比较过程。 在所提的建议中，我们考虑更多的是A类试验。在实验室获得一套工作特 性参数之后，生产商和使用者的责任是确保用于常规生产检验的测试装置能 正确地测量。值得再次重申的是，在测试装置被安装之前，应对理论依据和 可能的误差来源进行仔细的研究。
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LED的光学特性——X，Y色坐标
光谱纯度
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目录
• LED测量的分类
• LED的主要的光学、电学和热特性 • LED的发光强度、总光通量和光谱分布测
量
• 测试实例分析
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F
I F
A
– 如果LED的工作电流为IF0， 相应正向电压为UF0， 则此时 RF 0 U F 0 I F 0 的微分电阻为： – 则电压/电流特性可近似表示 为： U ( I ) R I log(b II 1) b exp(R U I
F
F0
F
F
F0
F0
)
•工作环境温度
•温度对LED的影响
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LED的光学特性——辐射的空间分 布
• 空间分布不均匀性。 • LED辐射的空间特性
取决于封装半导体芯 片的形式。因为，封 装内可能带有内部反 射杯、透镜以及一些 散射和滤色材料。
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LED的光学特性——辐射的光谱分 布
• LED 光 辐 射 光 谱 分 布
有其独特的一面。它 不是单色光（如激 光），也不是宽光谱 辐射（如白炽灯）， 而是介于两者之间： 有几十纳米的带宽、 峰值波长位于可见光 或近红外区域。
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LED的电特性——正向电压
• 正向电压的大小取决于LED的半导体材料 。
• 单个 LED 的电压与电流 IF 和半导体芯片的温度
TC有关：
U F U F (TC , I F )
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LED的电特性——测量方法
方法 特点 调制电流方式（ 恒流方式） 辐射效率 （ 辐射功率/电 功率）受电流影响
单脉冲方式 多重反复方式（使用复合 电路） 10s 毫秒 不影响温度 （用于生产控制） 短时间重复加大电流信号， 测量取平均值（结果等同 与恒流方式）
• 正向电压的全微分dUF可分为两部分：
dUF U F U F dIF dTC I F TC
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LED的电特性——正向电压
• 与电流的关系
– 在稳定的温度下，所有半导体 LED的正向电压及电流的关系 基本一致。在正常工作状态下， 即启动和饱和状态之间，斜率 基本为线性： U 10V