视觉函数和外量子效率的计算方法

1.354 28.25 461.1
2.008 42.64 460.7
2.319 49.65 460.6
3.247 70.82 460.1
6.056 137.6 459.2
峰值波 长(nm) 456.8 456.4
456 456 455.2 454.8 454.1
11
发光强度：指光源所发出的光通量在空间的分布密度。 不同光源发出的光通量在空间的分布往往不同。 公式计算：当点光源在某一方向上的无限小立体角
P：光功率（mW） I：输入电流（mA） λ：峰值波长
16
三、LED的内部量子效率和内部功率
内量子效率 int
辐射性复合速率 辐射性复合速率
int 总复合速率 辐射性复合 非 速辐 率射性复合速
辐射性复 辐合 射 1时 性非间 复辐合 射 1 时性间复合 1 时 r1r间 1n1r
那么LED的内部发光功率为：
5
图2 相对视敏Fra Baidu bibliotek数曲线
6
光谱光效应函数 V ： 描述 人眼对不同波长单色光的视亮 度感受性的差异。如图13-1。 明视觉光谱光效应函数：将 黄绿光=555nm的感觉量定为 1，其余波长光的感觉量都小于 1，如图中的实线； 暗视觉光谱光效应函数：以 的蓝绿光=510nm的感觉量定 为1，如图中虚线。
7
明视觉光谱光效应函数
8
3、光学的术语和计量单位
光通量：每秒钟内光流量的度量。单位：流明（lm）。
发光强度：光源在单位立体角内发出的光通量，用符 号 表示 。单位：坎德拉（cd)。
亮度：用来描述物体表明发光的量度，光源单位面积
上在法线方向上的发光强度来表示，记为B，单位是：
单位面积上的坎德拉，cd / m2
。是客观亮度。
9
光通量：是按照国际约定的人眼视觉特性评价的辐射能 通量（辐射功率）。用 F表示，单位：光瓦，流明
光（通lm量）的。计算公式：
F VP
波长为λ的辐射通量
若为多色光，则光通量为各单色光的总和。即：
F F 1 F 2 ( V P )
单位换算： 1光瓦等于辐射通量为1W，波长 55n5m
13
三、照度：
照度：表示被照面上的光通量密度。
计算公式：
设被照面无限小面积 dS上所接受的光通量为dF ， 则该点处的照度为： E dF
dS 当光通量 F 均匀分布在被照面 S 上时，则此时 被照面的照度为：E F
S 单位：勒克斯 ( l x )
1 lm 1 lx
1 m2
14
四、亮度：
的黄绿光所产生的光感觉量。光瓦单位太大，常用另一较 小单位流明（ lm ）
1光瓦=683lm
10
光通量的计算公式 F VP
1光瓦=683lm
F （ lm ） 6 8 3 V P
:主波长
序号
1 2 3 4 5 6 7
Φ(lm)
Φe(mW)
主波长 (nm)
0.676 13.7 461.8
1.015 20.9 461.4
物体在视线方向上的发光强度越大，投影面积越小，就 感到它越亮，即亮度越大。
亮度单位：熙提sb， 太阳亮度20万sb，蓝天0.2~2.0sb，白炽灯灯丝亮度
300~500sb。
15
二、LED 外量子效率
发射出的光子数目 ext 内 部 产 生 的 光 子 总 数
P / h P I / e 1240I
4
2、相对视敏函数
人眼对波长为380~780nm内不同波长的光具有不同的敏 感程度，称为人眼的视敏特性，描述人眼视敏特性的物 理量为视敏函数和相对视敏函数。 1）视敏函数 在相同亮度感觉的条件下，不同波长光辐射功率P(λ)的倒 数用来衡量人眼对各波长光明亮感觉的敏感程度。称：K (λ) =1/ P(λ)为视敏函数。
视觉函数 LED外量子效率
1
一、视觉函数
人眼成像过程：
人眼成像过程视细胞受到光刺激产生电脉冲－视神经中枢－大脑成像
2
光度学的基础知识 1、电磁辐射和可见光谱
紫 蓝 青绿
黄橙
红
紫外光
红外光
380nm
435.8nm
546.1nm
图1、电磁波辐射波谱
700nm
780nm
3
光波是一种具有一定频率范围的电磁波，人们 能用眼睛感受到的波长在380～780 nm的范围内。 波长不同，感受到的颜色就不同 。随着波长的缩短， 可见光依次为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫，只有 单一波长成分的光成为单色光。含有两种以上波长 成分的光为复合光。
内发出的光通量为 d 时，则该方向上的发光强
度为
I dF
d
12
r
如图13-2，在一半径为 的球心 O
处放一光源，它向球表面lmABCD 所
包围面积 S 上发出 F 的光通量。
面积 S 在球心形成的立体角为 ：
sr2
则这一方向的发光强度为：
I F
发光强度的单位：坎德拉（Candela），符号cd。 立 体角的单位：球面度，符号 。sr 1 lm 1 cd 1 sr
Pint内量子效 每 率秒钟内总的载合流数子量h复 内量子效 注 率入 L电 ED 的 子电 电流 量强 h度
intqI h
int
Ihc
q
17