发光二极管光通量的测定及研究(精)
光通量测量方法
光通量测量方法光通量是衡量光源辐射能量总量的物理量，是评估光源照明效果的重要指标。
准确测量光通量对于研究光源的性能、评估光源的亮度和效果至关重要。
在照明工程和光学领域中，有许多方法可以用来测量光通量，其中常用的方法包括热辐射法、比较法和积分球法等。
热辐射法是一种常见的测量光通量的方法，其原理是通过将光源辐射的能量转换成热量，并测量产生的热量来间接测量光通量。
这种方法适用于大功率光源的测量，如强光灯和激光器。
然而，热辐射法测量的不准确性较高，需要考虑很多因素，如热辐射的损失、灰度校正等因素。
比较法是一种常用的光通量测量方法，其原理是将待测光源与一个标准光源进行比较，通过测量两者的光强或亮度差来确定光通量。
这种方法可以消除许多误差，提高测量的准确性。
比较法需要一个标准光源，例如标准白炽灯或标准荧光灯，以及相应的测量设备。
通过比较法可以获得相对准确的光通量结果。
积分球法是一种基于球形反射的光通量测量方法。
该方法利用一个球形反射器来收集光源辐射的能量，并通过测量球体内的光强来计算光通量。
积分球法适用于各种类型的光源测量，对于复杂的光源，如LED灯、荧光灯等，积分球法能够提供较为准确的测量结果。
该方法需要一个球形反射器和一个光强测量仪器，可以通过校正系数来提高测量的准确性。
除了上述提到的方法，还有一些其他的光通量测量方法，如色散法、相干积分法等。
色散法利用光的色散特性来测量光通量，通过分析光源在不同波长下的光谱分布来计算光通量。
相干积分法是利用干涉原理来测量光通量的一种方法，通过测量干涉光的强度和相位来计算光通量。
综上所述，光通量测量方法有多种选择，不同的方法适用于不同类型的光源和不同的测量要求。
选择恰当的测量方法，合理使用测量设备，可以提高光通量的测量准确性。
光通量的准确测量对于研究光源的性能、评估光源的亮度和效果具有重要意义。
半导体发光二极管测试国标(精)
基于LED各个应用领域的实际需求，LED的测试需要包含多方面的内容，包括：电特性、光特性、开关特性、颜色特性、热学特性、可靠性等。
1、电特性LED是一个由半导体无机材料构成的单极性PN结二极管，它是半导体PN结二极管中的一种，其电压-电流之间的关系称为伏安特性。
由图1可知，LED电特性参数包括正向电流、正向电压、反向电流和反向电压，LED必须在合适的电流电压驱动下才能正常工作。
通过LED电特性的测试可以获得LED的最大允许正向电压、正向电流及反向电压、电流，此外也可以测定LED的最佳工作电功率。
图 1 LED伏安特性曲线LED电特性的测试一般利用相应的恒流恒压源供电下利用电压电流表进行测试。
2、光特性类似于其它光源，LED光特性的测试主要包括光通量和发光效率、辐射通量和辐射效率、光强和光强分布特性和光谱参数等。
（1）光通量和光效有两种方法可以用于光通量的测试，积分球法和变角光度计法。
变角光度计法是测试光通量的最精确的方法，但是由于其耗时较长，所以一般采用积分球法测试光通量。
如图2所示，现有的积分球法测LED光通量中有两种测试结构，一种是将被测LED放置在球心，另外一种是放在球壁。
_h:^E8(_ d图 2 积分球法测LED光通量此外，由于积分球法测试光通量时光源对光的自吸收会对测试结果造成影响，因此，往往引入辅助灯，如图3所示。
图3 辅助灯法消除自吸收影响在测得光通量之后，配合电参数测试仪可以测得LED的发光效率。
而辐射通量和辐射效率的测试方法类似于光通量和发光效率的测试。
（2）光强和光强分布特性图4 LED光强测试中的问题如图4所示，点光源光强在空间各方向均匀分布，在不同距离处用不同接收孔径的探测器接收得到的测试结果都不会改变，但是LED由于其光强分布的不一致使得测试结果随测试距离和探测器孔径变化。
因此，CIE-127提出了两种推荐测试条件使得各个LED在同一条件下进行光强测试与评价，目前CIE-127条件已经被各LED制造商和检测机构引用。
发光二极管
发光二极管科技名词定义中文名称：发光二极管英文名称：light-emitting diode;LED;light emitting diode定义1：注入一定的电流后，电子与空穴不断流过PN结或与之类似的结构面，并进行自发复合产生辐射光的二极管半导体器件。
应用学科：测绘学（一级学科）；测绘仪器（二级学科）定义2：在半导体p-n结或与其类似结构上通以正向电流时，能发射可见或非可见辐射的半导体发光器件。
应用学科：机械工程（一级学科）；仪器仪表元件（二级学科）；显示器件（三级学科）本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布百科名片发光二极管简称为LED。
由镓（Ga）与砷（AS）、磷（P）的化合物制成的二极管，当电子与空穴复合时能辐射出可见光，因而可以用来制成发光二极管。
在电路及仪器中作为指示灯，或者组成文字或数字显示。
磷砷化镓二极管发红光，磷化镓二极管发绿光，碳化硅二极管发黄光。
目录简介公式物理特性发光原理分类普通单色发光二极管高亮度单色发光二极管变色发光二极管闪烁发光二极管电压控制型发光二极管红外发光二极管蓝光与白光LEDLED光源的特点电压效能适用性稳定性响应时间对环境污染颜色价格LED光参数介绍发光效率和光通量发光强度和光强分布波长发光二极管的检测普通发光二极管的检测红外发光二极管的检测LED光度测量原理光强度的测量方法光通量的测量方法LED的光谱功率分布测量方法简介公式物理特性发光原理分类普通单色发光二极管高亮度单色发光二极管变色发光二极管闪烁发光二极管电压控制型发光二极管红外发光二极管蓝光与白光LEDLED光源的特点电压效能适用性稳定性响应时间对环境污染颜色价格LED光参数介绍发光效率和光通量发光强度和光强分布波长发光二极管的检测普通发光二极管的检测红外发光二极管的检测LED光度测量原理光强度的测量方法光通量的测量方法LED的光谱功率分布测量方法展开编辑本段简介发光二极管它是半导体二极管的一种，可以把电能转化成光能；常简写为LED。
LED发光二极管检测方法
1．发光二极管特点发光二极管LED（Light-Emitting Diode）是能将电信号转换成光信号结型电致发光半导体器件。
其关键特点是：（1）在低电压（1.5～2.5V）、小电流(5～30mA)条件下工作，即可取得足够高亮度。
（2）发光响应速度快（10-7～10-9 s），高频特征好，能显示脉冲信息。
（3）单色性好，常见颜色有红、绿、黄、橙等。
（4）体积小。
发光面形状分圆形、长方形、异形（三角形等）。
其中圆形管子外径有φ1、φ2、φ3、φ4、φ5、φ8、φ10、φ12、φ15、φ20（mm）等规格，直径1 mm属于超微型LED。
（5）防震动及抗冲击穿性能好，功耗低，寿命长。
因为LEDPN结工作在正向导通状态，本射功耗低，只要加必需限流方法，即可长久使用，寿命在10万小时以上，甚至可达100万小时。
（6）使用灵活，依据需要可制成数码管、字符管、电平显示器、点阵显示器、固体发光板、LED平极型电视屏等。
（7）轻易和数字集成电路匹配。
2．发光二极管原理发光二极管内部是含有发光特征PN结。
当PN结导通时，依靠少数载流子注入和随即复合而辐射发光。
一般发光二极管外形、符号及伏安特性图1所表示。
LED正向伏安特征曲线比较陡，在正向导通之前几乎有电流。
当电压超出开启电压时，电流就急剧上升。
所以，LED属于电流控制型半导体器件，其发光亮度L（单位cd/m2，读作坎[德拉]每平方米）和正向电流IF近似成正双，有公式L =K IFm式中，K为百分比系数，在小电流范围内（IF=1～10mA），m=1.3～1.5。
当IF＞10mA时，m=1，式（5.10.1）简化成L =K IF即亮度和正向电流成正比。
以磷砷化镓黄色LED为例，相对发光强度和正向电流关系图2所表示。
LED正向电压则和正向电流和管芯半导体材料相关。
使用时应依据所要求显示亮度来选择适宜IF值（通常选10mA左右，对于高亮度LED可选1～2mA），既确保亮度适中，也不会损坏LED。
发光二极管测试方法
《发光二极管测试方法》摘要系统地介绍了与发光二极管测试有关的术语和定义,在此基础上,详细介绍了测试方法和测试装置的要求。
1 前言半导体发光二极管是一种重要的光电子器件,它在科学研究和工农业生产中均有非常广泛的应用.发光二极管虽小,但要准确测量它的各项光和辐射参数并非一件易事.目前在世界范围内的测试比对还有较大的差异.鉴于此,CIE(国际照明委员会)TC2-34小组对此进行了研究,所提出的技术报告形成了CIE127-1997文件.中国光学光电子行业协会光电器件专业分会根据国内及行业内部的实际情况,初步制定了行业标准"发光二极管测试方法",2002年起在行业内部试行.本文叙述了与发光二极管测试有关的术语和定义,在此基础上,详细介绍了测试方法和测试装置的要求,以期收到抛砖引玉之效果.本文涉及的测试方法适用于紫外/可见光/红外发光二极管及其组件,其芯片测试可以参照进行。
2 术语和定义2.1发光二极管LED除半导体激光器外，当电流激励时能发射光学辐射的半导体二极管。
严格地讲，术语LED应该仅应用于发射可见光的二极管；发射近红外辐射的二极管叫红外发光二极管（IRED,Infrared Emitting Diode）；发射峰值波长在可见光短波限附近，由部份紫外辐射的二极管称为紫外发光二极管；但是习惯上把上述三种半导体二极管统称为发光二极管。
2.2光轴Optical axis最大发光（或辐射）强度方向中心线。
2.3正向电压V F Forward voltage通过发光二极管的正向电流为确定值时，在两极间产生的电压降。
2.4反向电流I R Reverse current加在发光二极管两端的反向电压为确定值时，流过发光二极管的电流。
2.5反向电压V R Reverse voltage被测LED器件通过的反向电流为确定值时，在两极间所产生的电压降。
2.6总电容C Capacitance在规定正向偏压和规定频率下，发光二极管两端的电容。
发光二极管测试方法
發光二極體測詴方法摘要系統地介紹了與發光二極體測詴有關的術語和定義,在此基礎上,詳細介紹了測詴方法和測詴裝置的要求。
1 前言半導體發光二極體是一種重要的光電子器件,它在科學研究和工農業生産中均有非常廣泛的應用.發光二極體雖小,但要準確測量它的各項光和輻射參數並非一件易事.目前在世界範圍內的測詴比對還有較大的差異.鑒於此,CIE(國際照明委員會)TC2-34小組對此進行了研究,所提出的技術報告形成了CIE127-1997文件.中國光學光電子行業協會光電器件專業分會根據國內及行業內部的實際情況,初步制定了行業標準"發光二極體測詴方法",2002年起在行業內部詴行.本文敍述了與發光二極體測詴有關的術語和定義,在此基礎上,詳細介紹了測詴方法和測詴裝置的要求,以期收到抛磚引玉之效果.本文涉及的測詴方法適用於紫外/可見光/紅外發光二極體及其元件,其晶片測詴可以參照進行。
2 術語和定義2.1發光二極體LED除半導體雷射器外，當電流激勵時能發射光學輻射的半導體二極體。
嚴格地講，術語LED應該僅應用於發射可見光的二極體；發射近紅外輻射的二極體叫紅外發光二極體（IRED,Infrared Emitting Diode）；發射峰值波長在可見光短波限附近，由部份紫外輻射的二極體稱爲紫外發光二極體；但是習慣上把上述三種半導體二極體統稱爲發光二極體。
2.2光軸Optical axis最大發光（或輻射）強度方向中心線。
2.3正向電壓V F Forward voltage通過發光二極體的正向電流爲確定值時，在兩極間産生的電壓降。
2.4反向電流I R Reverse current加在發光二極體兩端的反向電壓爲確定值時，流過發光二極體的電流。
2.5反向電壓V R Reverse voltage被測LED器件通過的反向電流爲確定值時，在兩極間所産生的電壓降。
2.6總電容C Capacitance在規定正向偏壓和規定頻率下，發光二極體兩端的電容。
光通量测试标准
光通量测试标准篇一：LED检测的标准LED产品质量检测标准一、全面考虑性能参数半导体发光二极管（LED）因其体积小、定向放射光、高亮度、PN结电特性等特点，从而在品质的评价和检测方法方面产生很多新的问题。
不同的应用场合，决定了对LED产品的性能要求。
从光学性能来看，用于显示的LED，主要是亮度、视角分布、颜色等参数。
用于一般照明的LED，更注重光通量、光束的空间分布、颜色、显色特性等参数，而生物应用的LED，则更关怀生物有效辐射功率、有效辐射照度等参数。
此外，发光二极管既是一种光源，又是一种功率型的半导体器件，因此有关它的质量必需从光学、电学和热学等诸多方面进行综合评价。
从目前LED产品的结构及产业进展的角度看，照明LED 产品主要需考虑光学性能、电性能、热性能、辐射平安和寿命等几方面的参数光学性能。
LED的光学性能主要涉及到光谱、光度和色度等方面的性能要求。
依据新制定的行业标准“半导体发光二极管测试方法”，主要有发光峰值波长、光谱辐射带宽、轴向发光强度、光束半强度角、光通量、辐射通量、发光效率、色品坐标、相关色温、色纯度和主波长、显色指数等参数。
显示用的LED，主要是视觉的直观效果，因此对相关色温柔显色指数不作要求，而照明用的白光LED，上述两个参数就尤为重要，它是照明气氛和效果的重要指标，而色纯度和主波长一般没有要求。
电性能。
LED的PN结电特性，决定了LED在照明应用中区分于传统光源的电气特性，即单向非线性导电特性、低电压驱动以及对静电敏感等特点。
目前主要的测量参数包括正向驱动电流、正向压降、反向漏电流、反向击穿电压和静电敏感度等。
热性能。
照明用LED发光效率和功率的提高是当前LED 产业进展的关键问题之一，与此同时，LED的PN结温度及壳体散热问题显得尤为重要，一般用热阻、壳体温度、结温等参数表示。
辐射平安。
目前，国际电工委员会IEC将LED产品等同于半导体激光器的要求进行辐射的平安测试和论证。
贴片式发光二极管的光通量_概述及解释说明
贴片式发光二极管的光通量概述及解释说明1. 引言1.1 概述贴片式发光二极管（LED）是一种在现代照明和显示领域中广泛应用的技术。
LED 具有高效能、长寿命、小体积等优势，成为传统照明产品的理想替代品。
而光通量作为衡量LED灯光输出亮度的重要指标，对于评估和比较不同类型的LED产品具有重要意义。
本文将围绕贴片式发光二极管的光通量展开介绍和解释，包括定义、测量方法以及影响因素等方面。
同时也会探讨提高贴片式LED光通量的方法，并对其在不同领域中的应用进行概述。
1.2 文章结构本文内容分为五个主要部分：第一部分是引言，在这一节中，我们将简要介绍文章的概述，并阐明写作目的。
第二部分将重点介绍贴片式发光二极管的光通量。
首先，我们将介绍发光二极管的基本知识和原理。
然后，我们将详细定义和解释光通量，并介绍常用的测量方法。
最后，我们将探讨贴片式发光二极管相较于传统LED的特点和优势。
第三部分将讨论光通量在应用中的影响。
我们将具体介绍光通量在照明领域中的重要性，并探讨其他不同领域中对于光通量的需求。
此外，我们还会分析光通量与能效之间的关系，以及如何更好地平衡两者。
第四部分将着重提出提高贴片式发光二极管光通量的方法。
我们将从材料选择和制备工艺优化、封装设计和热管理改进、驱动电路优化和控制策略改进等方面进行详细讨论。
最后一部分是结论部分，在这里我们将总结本文主要内容，并展望未来贴片式发光二极管光通量研究的发展趋势。
1.3 目的本文旨在深入了解和解释贴片式发光二极管的光通量，通过对其定义、测量方法以及影响因素等方面进行系统介绍，帮助读者更好地理解该概念并应用于实际情境中。
同时，文章也旨在探讨提高贴片式LED光通量的方法，并展望其未来在各个领域的发展前景。
通过本文的阐述，读者将能够全面了解贴片式发光二极管的光通量，并获得有关其应用和优化方法的指导。
\2. 贴片式发光二极管的光通量2.1 发光二极管简介发光二极管（Light Emitting Diode，简称LED）是一种能够将电能转换为可见光的半导体器件。
发光二极管测试技术和标准
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光信息专业实验报告：发光二极管特性测量实验
光信息专业实验报告：发光二极管特性测量实验一 【实验目的】1、 了解发光二极管的发光机理、光学特性与电学特性，并掌握其测试方法。
2、 设计简单的测试装置，并对发光二极管进行V －I 特性曲线、P －I 特性曲线的测量。
二 【实验原理】LED 是英文light emitting diode （发光二极管）的缩写，它属于固态光源，其基本结构是一块电致发光的半导体材料，置于一个有引线的架子上，然后四周用环氧树脂密封，起到保护内部芯线的作用（如图一）。
常规的发光二极管芯片的结构如图二所示，主要分为衬底，外延层（图2中的N 型氮化镓，铝镓铟磷有源区和P 型氮化镓），透明接触层，P 型与N 型电极、钝化层几部分。
图2、常规InGaN / 蓝宝石LED 芯片剖面图发光二极管的核心部分是由p 型半导体和n 型半导体组成的晶片，在p 型半导体和n 型半导体之间有一个过渡层，称为p-n 结。
跨过此p －n 结，电子从n 型材料扩散到p 区，而空穴则从p 型材料扩散到 n 区，如右面的图3（a ）所示。
作为这一相互扩散的结果，在p －n 结处形成了一个高度的e ΔV 的势垒，阻止电子和空穴的进一步扩散，达到平衡状态（见图3（b ））。
当外加一足够高的直流电压V ，且 p 型材料接正极， n 型材料接负极时，电子和空穴将克服在p －n 结处的势垒，分别流向 p 区和 n 区。
在p －n 结处，电子与空穴相遇，复合，电子由高能级跃迁到低能级，电子将多余的能量将以发射光子的形式释放出来，产生电致发光现象。
这就是发光二极管的发光原理。
选择可以改变半导体的能带 隙，从而就可以发出从紫外到红外不同波长的光线， 且发光的强弱与注入电流有关， 图3、发光二极管的工作原理n p 电场 e ΔV p n n p δ h ν h ν ⊕⊕⊕⊕⊕⊕⊕⊕⊕⊕⊕⊕○－ ○－ ○－ ○－ ○－ ○－ ○－ ○－ ○－ ○－ ○－ ○－ ○－ ○－ ○－ ⊕⊕⊕＋ ＋ ＋ －－ －（a ） （b ） （c ） 电子的电势能电子的电势能δ’2、发光二极管的特点和优点LED 的内在特征决定了它是最理想的光源去代替传统的光源，它有着广泛的用途。
LED测试方法及测试内容
LED 测试方法及要求半导体发光二极管（led）是新型的发光体，电光效率高、体积小、寿命长、电压低、节能和环保，是下一代理想的照明器件。
LED光电测试是检验LED光电性能的重要而且唯一的手段，相应的测试结果是评价和反映当前我国LED产业发展水平的依据。
制定LED光电测试方法的标准是统一衡量LED产品光电性能的重要途径，是使测试结果真实反映我国LED产业发展水平的前提。
本文结合最新的LED测试方法的国家标准，介绍了LED的光电性能测试的几个主要方面。
一、引言半导体发光二极管（LED）已经被广泛应用于指示灯、信号灯、仪表显示、背光源、车载光源等场合，尤其是白光LED技术的发展，LED在照明领域的应用也越来越广泛。
但是过去对于LED的测试没有较全面的国家标准和行业标准，在生产实践中只能以相对参数为依据，不同的厂家、用户、研究机构对此争议很大，导致国内LED产业的发展受到严重影响。
因此，半导体发光二极管测试方法国家标准应运而生。
二、LED测试方法基于LED各个应用领域的实际需求，LED的测试需要包含多方面的内容，包括：电特性、光特性、开关特性、颜色特性、热学特性、可靠性等。
1、电特性LED是一个由半导体无机材料构成的单极性PN结二极管，它是半导体PN结二极管中的一种，其电压-电流之间的关系称为伏安特性。
由图1可知，LED电特性参数包括正向电流、正向电压、反向电流和反向电压，LED必须在合适的电流电压驱动下才能正常工作。
通过LED电特性的测试可以获得LED的最大允许正向电压、正向电流及反向电压、电流，此外也可以测定LED的最佳工作电功率。
图1：LED伏安特性曲线LED电特性的测试一般利用相应的恒流恒压源供电下利用电压电流表进行测试。
2、光特性类似于其它光源，LED光特性的测试主要包括光通量和发光效率、辐射通量和辐射效率、光强和光强分布特性和光谱参数等。
（1）光通量和光效有两种方法可以用于光通量的测试，积分球法和变角光度计法。
发光二极管参数的测量和研究实验报告
发光二极管参数的测量和研究发光二极管（light emission diode LED ）现已广泛应用于户外显示屏、交通灯、汽车灯及电子设备和工业设备指示灯等方面,因其具有体积小、功耗低、寿命长、反映速度快、适合量产等诸多优点；同时，发光二极管也符合节能、环保的绿色照明光源。
目前它已进入功能性照明领域，正在逐步进入普通照明领域，以替代白炽灯和荧光灯。
它是继白炽灯、荧光灯、高强度气体放电灯（HID 后的第四代新光源。
对其物理参数的测量和研究是具有重大的经济效益和社会意义。
实验原理1.发光二极管的结构和发光原理发光二极管（LED ）,是电能转换成光能的能量转换装置。
发光二极管的结构如图，LED 的核心材料是III-V 族化合物，如GaAs （砷化镓）、GaAsP （磷砷化镓）、AlGaAs （砷化铝镓）等半导体制成，其核心是P-N 结，具有一般的P-N 结伏安特性，即正向导通、反向截止、击穿的特性。
它的发光是由半导体中的电子-空穴的复合产生的。
LED 是一种直接注入电流的发光器件，是半导体晶体内部受激电子从高能级回复到低能级时，发射出光子的结果。
对于大量处于高能级的粒子各自分别自发发射一列一列的角频率为的ν光波，其中，gE hν＝，g E 是半导体带隙宽度，⇒1240gE λ=g E 的单位是eV , λ的单位是nm 但各波列之间没有固定的相位关系，它们可以有不同的偏转方向，而且每个粒子所发射的光沿所有可能的方向传播，这就是通常所说的自发发射跃迁。
在正向电压下，电子由N 区注入P 区，空穴由P 区注入N 区。
进人对方区域的少数载流子(少子)一部分与多数载流子(多子)复合而发光。
LED 的光学参数测定目前人们公认的光通量测试、发光强度测试、光强分布测试、光强功率分布和色度参数测试。
此外，LED 的正向工作电压（一般定义注入电流20mA ）、热特性参数、外部量子效率、色度等也是需要关注的。
测量以上参数，基本就能够满足各方面对LED 测试的基本要求。
LED灯具光通量检测技术的分析研究
LED灯具光通量检测技术的分析研究摘要：随着建设节能型、资源节约型社会的号召，LED灯具获得了极大的发展空间。
在LED灯具的使用中，光通量的检测是十分重要的，它是光源特征的一个重要参数，但是在具体的检测中，LED灯具的光通量检测难度较大。
对相关的技术进行分析和研究，将有利于推动光通量测量的更好进行，从而为LED 灯具的发展提供动力，同时也为能源节约型社会的建设提供帮助。
关键词：LED灯具；光通量；检测技术；分析研究LED是发光二极管的缩写，它节能性高而且使用寿命长，在节能方面可以起到良好的效果，在提倡资源节约的背景下，发光二极管已经成为了灯具的一种发展趋势，在照明灯具中，成为了很多人的首选。
近些年来，欧美的一些国家开始进行了白炽灯的淘汰工作，推广使用LED灯具，以此来推动节能减排工作的更好开展。
在灯具当中，光通量是光源特征的一个重要的参数，因此在照明工程和相关的点光源产业中有着非常广泛的应用。
LED灯具具有一定的特殊性，要进行光通量的准确检测是一件非常有难度的事情，因此，进行LED灯具光通量检测技术的分析对于节能灯具的发展来说有着重要的意义。
一、LED灯具光通量检测方法现状LED灯具的光通量检测是一个重要的问题，同时也是一个难题，在具体的检测方法中，不同的方法有着不同的使用情况和局限性，对当前常用的检测方面进行探讨并对现状进行分析，有利于更好地在灯具的光通量检测上更好地开展相关的测量工作，同时，也更有利于LED灯具的更好发展。
1、积分球法积分球法的历史可以追溯到1900年，属于相对测量方法当中的一种，在进行测量的时候必须要使用光通量的标准来进行定标工作。
由于LED产品的光谱分布和空间光强分布和常用的一些标准灯之间是有着较大的一个的差异的，因此会使得测量的结果出现较大的误差。
如果在测量当中，使用同类LED产品的定标积分球系统就可以使得测量的精度得到大大的提高，但是需要一个精度更高的总光通量测量方法和设备来提高相关的帮助。
LED的发光原理及主要技术参数的测量方法
LED的发光原理及主要技术参数的测量方法LED的发光原理及主要技术参数的测量方法07普本电信一班李蓬0701020311LED概述LED（Light Emitting Diode），发光二极管，是一种固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光。
LED的心脏是一个半导体的晶片，晶片的一端附图1.1 LED结构图在一个支架上，一端是负极，另一端连接电源的正极，使整个晶片被环氧树脂封装起来。
半导体晶片由两部分组成，一部分是P型半导体，在它里面空穴占主导地位，另一端是N型半导体，在这边主要是电子。
但这两种半导体连接起来的时候，它们之间就形成一个“P-N结”。
其基本结构如图：图1.2 LED芯片基本结构2LED发光原理LED是由Ⅲ—Ⅴ元素化合物，如GaAs、GaP、GaAsP等半导体制成，其核心是PN结。
当正向偏置电压时势垒下降，P区和N区的多数载流子向对方扩散，由于电子迁移率比空穴迁移率大得多，所以，出现大量电子向P区扩散，构成对P区少数载流子的注入，这些电子与价带上空穴复合，复合时得到的能量以光能的形式释放出来，这就是PN结发光的原理。
其发光原理图如下：图2.1 LED的发光原理图电子和空穴的复合分为两类：一是伴随光的辐射的复合;还有一类是不伴随光的辐射的复合。
前者是由于空穴和电子的复合以光（含紫外光和红外光）的形式辐射能量，这是发光的主要机理，也是发光器件所追求的。
而后者复合不伴随光的辐射，这对固体发光器件来说是有害的，所以对于固体发光器件来说，就是要研究如何增强带有光的辐射形式的复合。
在正向导通之前，LED 中几乎无电流流过，当电压超过开启电压时，电流就急剧上升，因此LED 属于电流控制型半导体器件，其发光亮度L 与正向电流I F近似成正比，M F KI L =其中：L 为发光亮度，单位坎德拉每平方米)/(2m Cd ；K为比例系数，在小电流范围内5.1~3.1,10~1==M mA I F I F =1～10mA 。
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四、倒装芯片技术
通过MOCVD技术在兰宝石衬底上生长GaN基LED 结构层，由P/N结发光区发出的光透过上面的P型区 射出。由于P型GaN传导性能不佳，为获得良好的 电流扩展，需要通过蒸镀技术在P区表面形成一层 Ni-Au组成的金属电极层。P区引线通过该层金属薄 膜引出。为获得好的电流扩展，Ni-Au金属电极层就 不能太薄。为此，器件的发光效率就会受到很大影 响，通常要同时兼顾电流扩展与出光效率二个因素。 但无论在什么情况下，金属薄膜的存在，总会使透 光性能变差。此外，引线焊点的存在也使器件的出 光效率受到影响。采用GaN LED倒装芯片的结构可 以从根本上消除上面的问题。
光源发光面上某点的亮度L等于垂直于给定方向的平面上所 得到的发光强度与该正投影的面积之商，即光通量对发光面 表面之比。L=dI /dScosθ
2、测量原理
将光通量标准灯与待测灯相比较而得到待测灯的光通量。 积分球照度由E= Φρ/4πR（1-ρ）=KΦ表示。设光通 量标准灯的光通量是Φs，测量时先将标准灯放在积分球 中心，通电后测量窗口测得照度Es= Φsρ/4πR（1-ρ） 用待测灯替换标准灯并测量照度Ec，比较两式得 Φc=EcΦs/Es
三、表面微结构技术
表面微结构制程是提高器件出光效率的又一个有效技术，该技 术的基本要点是在芯片表面刻蚀大量尺寸为光波长量级的小结 构，每个结构呈截角四面体状，如此不但扩展了出光面积，而 且改变了光在芯片表面处的折射方向，从而使透光效率明显提 高。测量指出，对于窗口层厚度为20µm的器件，出光效率可增 长30％。当窗口层厚度减至10µm时，出光效率将有60％的改进。 对于585-625nm波长的LED器件，制作纹理结构后，发光效率 可达30lm/w，其值已接近透明衬底器件的水平。
LED灯具光通量检测技术现状及影响因素
LED灯具光通量检测技术现状及影响因素杨南军【摘要】介绍了LED灯具光通量常用检测方法,即积分球检测法、光强积分法、照度分布积分法,论述了LED灯具光通量检测结果不确定度的主要来源,包括样品测量随机误差、标准灯不统一、积分球差异、光纤传输偏差、测试电压不稳定、工作人员操作不当.对不同方法的适应性及检测中需要注意的事项进行了说明,为开展相关监测提供了一定的思路.【期刊名称】《灯与照明》【年(卷),期】2017(041)002【总页数】3页(P60-62)【关键词】LED灯具;光通量检测;不确定度;检测方法【作者】杨南军【作者单位】广州衡创测试技术服务有限公司,广州510000【正文语种】中文随着科技进步和人们节能意识的增加，LED灯具成为日常生活中应用较为广泛的节能灯具。
LED以半导体发光二极管原理实现电能对光能的转换，比传统灯泡在能量转换过程中产生更少的热能，实现了电力的有效光能转换，避免能量浪费，具有光亮强、耗电少、使用寿命长、安全系数高等诸多优势。
但在现实生活中，节能灯具的生产商五花八门，节能灯的光亮程度也参差不齐，因此，规范灯具光亮、规范灯具光通量检测技术的相关研究就十分重要，影响着节能灯具的质量。
笔者从影响光通量检测的因素与检测方法两方面进行节能灯光通量的相关研究，探讨节能灯光通量检测技术相关内容。
LED节能灯光通量的有效精确检测是该领域研究重点，目前的常用检测方法存在各种方面的局限与问题，需要专业人员的进一步分析与探究，完成相关检测方法的提升。
1.1 积分球检测法积分球是进行光通量检测的重要设备之一，通过采样口将光进行收集再均匀散射在积分球内部，降低因光源分布不均匀或光束射入偏差造成的微小误差，旨在提高检测的精准程度。
积分球依靠球体内部的漫反射面对光进行全面的散射，以解决节能灯与普通光束因光谱中的差异性而无法对比的问题。
检测方法中，积分球充当了与检测灯相同规格的节能灯角色，提高检测光与标准光在多方面的匹配准确性。
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发光二极管光通量的测定及研究发光二极管光通量的测定及研究上海时代之光二,LED光通量的积分球相对法测量研究LED光通量的积分球测量系统连接如图所示.测量前的准备:1, 依照被测LED功率的不同,我们选用不同直径的LED测量专用积分球.2, 采用恒定直流源作为实验1 温度对LED光通量输出的影响下表为采用我们的积分球系统测量所得到的某一350mA LED光通量随着LED点亮后温度的升高而变化的数据.记录温度(℃) 光通量(lm)1 25 41.92 25 41.93 25 40.94 26 41.85 28 39.96 30 38.27 30 38.48 31 38.09 31 37.810 32 38.011 32 37.312 35 37.413 35 37.114 38 36.715 38 36.216 39 36.417 40 36.718 40 36.219 42 35.820 42 36.121 42 35.522 42 35.823 42 36.0*说明:上表中的温度指的是LED光出射方向中心表面封装处的温度.上表相应的350m A LED 温度—光通量关系变化趋势经过直线拟合后绘制如下:从图中我们可以看到,被测LED光通量大小随封装表面温度的升高出现了下降的情况.而从我们其他LED相关试验的结果来看,都呈现出了光通量与温度相反方向的变化关系,只是随着被测LED的功率不同,功率大的LED光通量变化明显一些,功率较小的LED光通量变化相对小些.LED环氧树脂封装表面温度,作为表征LED内部P-N结温度的外部表现,从被测LED点燃开始的温度升高过程中,该LED光通量的输出也发生了或多或少,但相对明显的降低,LED内部P-N温度的升高导致了LED光通量输出的减少.Lamina公司也曾做过其产品BL-4000 白色LED光通量输出跟节点温度之间变化关系的相关研究.发现其产品BL-4000 白色LED的光输出会随着节点温度的升高而降低,同时发现这种效果在580nm到780nm之间的范围内会更加明显.所以,对于大功率LED产品来说,为了保证其有最大(或最佳)的光输出,必须要有最优化的散热设计,尽可能地把LED内部P-N节点温度保持在较低的状态.较长时间点亮后的LED,其内部P-N节点温度达到一个相对的稳定;而这个稳定温度无疑正受着环境温度等的影响.通过本实验,要说明的是:LED作为一个受测量环境影响比较明显的光源,我们在进行LED相关参数包括光通量等的测量时,必须要有统一并严格保持这一恒定的环境温度,否则测量结果里就可能存在着比较明显的偏差.同时,LED测量专用积分球内部空间相对狭小,由于被测LED长时间的点亮很可能就会造成积分球内部温度的升高.所以,对于LED这种对温度相当敏感的光源来说,更不能在封闭的积分球内进行长时间的点亮测量.这些都是LED光通量测量结果产生偏差的原因.实验2 LED放置方向对其总光通量测量结果的影响积分球放置:探测器所在窗口在测量者所面对积分球的正背面.定义LED的放置方向:上:LED机械轴垂直,LED光出射方向向上.左:LED光出射方向向左.右:LED光出射方向向右.前:LED光出射方向向观察者方向.后:LED光出射方向背观察者方向,向挡屏方向.下表为采用我们的积分球系统测量所得到的某一350mA LED光通量随着LED放置方向不同变化的数据.1 2 3 平均值上 33.2 33.2 33.2 33.2左 37.4 37.3 37.4 37.4右 36.1 36.1 36.0 36.1前 42.4 42.5 42.5 42.5后 18.4 18.4 18.4 18.4说明:实验时对同一种放置方向采用了多次测量记录的方法,最后取平均值填写入表格.通过本实验,我们很明显地看到了对于同一LED,当我们在相同的积分球球心位置但沿不同方向放置下的测量结果存在着相当明显的差异,实验结论也毫无疑问地指出了测量时的放置方向对于LED光通量的测量结果有着非常明显的影响.本次实验,我们关注的倒不是在哪个方向可以得到光通量最大值,这不是本论文讨论的目的,而是想通过本实验发现LED测量时的放置方向是否的确会对光通量的测量造成较大影响而令我们LED在不同放置方向条件下的相关测量结果没有可比性.实验结果反映了这样的变化,功率越大的LED其光通量随其测量时的放置方向在数值上的变化相应也越明显.所以,在积分球法LED光通量测量时,有必要对LED的放置方向做一明确的限定,这样的测量结果才具有可比性.三家单位对相同LED总光通量测量结果的比较类型 A单位 B单位 C单位 A VS B A VS C B VS CG#1 0.8362 0.9205 1.057 -0.0843 -0.2208 -0.1365B#1 0.4779 0.5475 0.672 -0.0696 -0.1941 -0.1245R#1 0.6714 0.7280 0.869 -0.0566 -0.1976 -0.1410W#1 0.8361 1.0140 1.177 -0.1779 -0.3409 -0.1630Y#2 1.156 1.7014 1.734 -0.5454 -0.578 -0.0326说明:牵涉到的三家测量单位,这里分别用A,B,C来指代.通过上面列表综合比较不难发现,三家在结果上存在着或大或小的差异.如果仅仅从结果上看:A单位测量所得到的相应LED光通量数值在三家中普遍地最小,B单位居中,而C单采用积分球法测量所得到的结果相对最大.在个别LED上,如类型为Y#的LED,A单位的测量结果在数值上和B,C单位的测量结果差距非常明显.三,绝对测量法并计算总光通量应用传统的积分球光谱光度法进行LED总光通量的相对比较测量.LED的特殊性,使得其总光通量测量受到了多种因素的影响,测量结果上也存在着较大的差异,各测量机构在测量结果上的差异也比较明显地说明了这一点.在本部分中,我们考虑换个角度,尝试采用新的方法实现对LED总光通量的测量,这就是LED光通量的绝对法测量.所使用到的公式1.轴向光谱辐射强度→光强的计算公式:∫=780380)()(683λλλdVIIe式中,eI表示光谱辐射强度,单位:)/(nmsrWI表示光强,单位:lm/sr683是常数,单位:lm/W)(λV是无量纲的视觉函数.通过本公式的计算,我们可以得到被测LED轴向的发光强度.2.配光曲面计算总光通量公式:∫∫∫= =Φππθθθφφ2sin),(dIdId 式中,Φ表示总光通量,单位:lmI表示光强,单位:lm/sr表示空间立体角,单位:sr基于上面光强计算公式的计算结果,再结合测定的空间相对光强分布,然后通过本公式对全空间角度光强的积分计算,就可以得到被测LED的总光通量.在本LED总光通量绝对法测量过程中,我们使用了LABSPHERE LED-1100光谱/角度分析仪.1. 光谱测量通过LABSPHERE LED-1100光谱/角度分析仪的光谱测量,我们可以得到描述被测LED轴向特征的光谱辐射强度图.2.角度测量通过LABSPHERE LED-1100光谱/角度分析仪的角度测量,我们可以得到描述被测LED在某一参考平面(初始平面是θ=0°平面)内的空间相对光强分布.通过LABSPHERE LED-1100光谱/角度分析仪的光谱测量,我们就可以得到描述被测LED轴向辐射特征的光谱辐射强度,通过本章前部理论公式部分提及的公式1,即∫=780380)()(683λλλdVIIe通过计算得到被测LED沿轴向的发光强度.对同一被测LED,改换用LABSPHERE LED-1100光谱/角度分析仪的角度测量,就测定了该LED几何对称轴所在某一参考平面内(初始平面是θ=0°平面)的空间相对光强分布.以按照标尺上微小角度间隔,绕被测LED几何对称轴旋转LED所在圆柱型插槽,分别记录该参考平面上的空间相对光强分布.当圆柱型插槽旋转满180度的时候,通过各个参考平面内空间相对光强分布关系,确定被测LED周围全空间的相对光强分布.由光谱测量得到的光谱辐射强度计算得到被测LED轴向光强,结合空间相对光强分布,就可以确定整个参考平面沿各方向的光强确定数值.这里我们将用到本章前部理论公式部分提及的公式2,即∫∫∫= =Φππθθθφφ2sin),(dIdId基于上面的测量原理和结果,我们通过程序设计,计算得到被测LED总光通量. WIN32程序上面参数设计中设置已经由LABSPHERE LED-1100光谱/角度分析仪测定的被测LED的光谱辐射强度存储文件*.LDD和相对空间光强分布文件*.LAD的路径,下面的扫描次数栏是根据扫描次数的不同设置相应的扫描次数数值.当设置好被测LED的光谱辐射强度存储文件*.LDD的路径后,下面黑色区域即可自动绘制出*.LDD文件所包含的光谱辐射强度～波长关系曲线,这样的设计可以对当前测量LED能有更加直观的了解.标准LED光通量计算测定实例这里我们选用的是一符合标准LED几何对称轴和光学对称轴一致,光学输出按几何对称轴旋转对称的标号为G1的绿色LED作为测定对象.G1# LED的轴向光谱辐射强度文件为G1#.LDD,空间相对光强分布文件为G1#.LAD,扫描次数为1.Win32计算软件界面如下图所示:我们分别在参数选择中选中了标号为G1#的LED光谱辐射强度的存储文件G1#.LDD,同时又选中了标号为G1#的LED相对空间光强分布的存储文件G1#.LAD,根据两个存储文件设置扫描次数为1.通过运算可以看到,在计算结果上面Intensity栏显示被测LED G1#的轴向发光强度为6.1646cd,在下面的Flux栏显示G1# LED的光通量为1.0520 lm.测量结果比较这里,我们把五种LED进行了相关测定和计算后,比较列表如下:单位A 单位B 单位C LED-1100 + 软件计算G#1 0.8362 0.9205 1.057 1.0520B#1 0.4779 0.5475 0.672 0.6472R#1 0.6714 0.7280 0.869 0.8216W#1 0.8361 1.0140 1.177 1.1140Y#2 1.156 1.7014 1.734 1.7245从上面表格可以看到,通过由LED-1100 + 软件计算得到的光通量大小与单位C的测量结果相对来说比较接近,而与单位A及单位B的测量结果相比差距相对较大些.写在最后LED的特殊性使得其各种光学参数包括总光通量的测量,在进行精确测量的时候,如要符合远场条件等的严格要求,限于篇幅所限,不可能面面提及,讨论.而本论文作为对LED光通量测量的探索,期望能起到抛砖引玉的作用,为LED相关参数的测量,LED照明事业的蓬勃发展添砖加瓦.。