LED的电光转换特性

实验步骤
❖ 将待测红光LED接入胶木模块的插孔，模块另一端的插头插到控制面板 “LED/LD驱动”部分的“正向电压”端口，将胶木模块固定在转台导轨 上。电压表量程选择20V，电流表量程选择200mA，用导线连好。将探测 器固定在二维支架上，移动导轨上支架，使LED尽量靠近探测器探测器。
❖ 打开“LED/LD驱动”开关，缓慢增加LED的正向电流，计下正向电压、 电流，通过计算机读出相应的功率读数，计算机软件会显示所得到的数 据和图表。
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实验记录
❖ 表格仅作参考，实际测试中应取更多数据。根据实验数据， 绘制LED的P-I曲线。
❖ 本实验由软件处理和显示曲线。根据光谱曲线，得到峰值 波长λP和谱宽Δλ=λ1/2’’-λ1/2’
思考题
❖ 1. 比较辐射效率和发光效率这两个物理概念； ❖ 2. 光电探测器测量光功率的原理是什么，如何设
计光功率计？ ❖ 3. 单色仪是如何分光的？ ❖ 4. 测量光谱特性时，是否一定要使探测器接收到
LED发出的所有光，这一点与P－I特性的测量有 什么差别？ ❖ 5. 根据测得的LED光谱曲线，进一步理解LED发 光的机理。
❖ 将插入红光LED的胶木棒和圆筒一起固定在单色仪入口位置，入口狭缝 调到最大。将装有光电三极管的胶木棒置入单色仪出口狭缝的套筒，出 口狭缝缝宽调整到1mm。打开LED电源，将电流调节至IF＝40mA。
❖ 将单色仪出口波长调整到380nm，然后以10nm的步距在380—1080nm之 间扫描，观察探测到的数据。记下最大值P0对应的波长λP1。
❖ 在 λP2λ就P1是左L右E各D1的0n峰m值的波波长长，范记围为内λ改P。为1nm的步距扫描，得到新的最大值λP2， ❖ 以 其 波左 长λP为右λ1/各中2’ ，5心nλm，1/2的取’’。波两长个范波围长内λ1改=λ用P-11n5m，的λ2步=λ距P+扫15描，，分得别到以最λ1接，近λ1为1/2中λP心的，两在个
实验原理如图：
❖ 测试时，调整LED发光面和探测器接收面互相平行 且尽量靠近。调节恒流源，使其正向电流IF连续变 化，从光功率计得到对应的光功率。
❖ 更准确的测量需用到积分球。积分球表面具有超高 反射和散射的特性，可以把LED发出的所有光辐射 能量收集起来，在位于球壁的探测器上产生均匀的 与光（辐射）通量成比例的光(辐射)照度，用合适 的探测器将其线性的转换成光电流，再通过定标确 定被测量大小。测量光通量的光探测器应具有CIE 标准光度观测者光谱光效率函数的光谱响应，测量 辐射通量的探测器应具有恒定的光谱响应，或者在 被测LED光谱响应范围内经过辐射度校准的探测器。
❖ 光谱曲线上光功率最大时所对应的波长为发光峰值波长λP，光谱曲线上两个 半其典光型功值率在点3λ00.－5’，40λn0m.5’’之所间对。应的波长差Δλ称为LED谱线宽度（简称谱宽），
❖ LED光谱测试原理如图4-2所示，分为入射光部分、分光部分和探测器信号 处理部分三大块。基本思路是通过单色仪分光（单色仪由步进电机控制）， 将连续光谱变成近似单色光，通过探测器及相应的放大、A/D转换、采集电 路，在计算机上得到光谱曲线。
实验目的
❖ 1.了解LED电流注入与辐射功率的关系及其测 量方法；
❖ 2.了解LED的辐射（发光）效率； ❖ 3.了解LED的光谱特性及其测试方法； ❖ 4.根据LED的谱宽进一步理解其自发光机理； ❖ 5.了解光电探测器的信号放大、处理的原理。
实验原理
❖ 光电转换特性LED的光输出功率与注入电 流 的关系曲线，即P-I曲线。