半导体光源特性测试
LED特性测量要点
LED特性测量要点LED（Light Emitting Diode，发光二极管）是一种固态半导体器件，具有节能、环保、寿命长等优点，在照明、显示、通信、车灯等领域得到广泛应用。
为了能够准确评估和分析LED的性能，进行LED特性测量是非常重要的。
下面将介绍一些重要的LED特性测量要点。
1.光电流测量：LED的亮度是通过光电流来表征的，因此光电流的测量是非常关键的一项。
常用的测量方法有使用光电二极管（Photodiode）测量、光功率计测量以及CCD摄像头测量等。
在测量时，要注意选择合适的测量范围，避免过度饱和或太小的测量值。
此外，还需注意环境光的影响，保持测量环境的一致性。
2.光谱分析：LED的光谱特性对于评估其颜色、光谱宽度和光纯度等参数非常重要。
光谱分析仪是测量LED光谱的常用工具，通过测量光谱强度与波长之间的关系，可以准确分析LED的颜色、色温、色纯度等。
在进行光谱测量时，需注意测量范围、分辨率和积分时间的选择，以及光源的稳定性和辐射校准的准确性。
3.显色性能测量：对于白光LED，其显色性能是非常重要的一个参数。
显色性能通常用色温和显色指数来评估，色温表示白光的色调，显色指数表示白光对物体真实颜色的还原能力。
常用的测量设备有色温计和光谱分析仪等。
在测量色温时，应选择适当的测量视场角，尽量避免外界光源的干扰。
在测量显色指数时，要注意光源的稳定性和测量环境的一致性。
4.发光角度测量：LED的发光角度直接影响其在照明和显示等方面的应用效果。
常用的测量方法有测量半功率角度和全角度。
测量半功率角度是指在光强降至峰值光强的一半时的发光角度，常用的测量设备有积分球、光强分布仪等。
全角度则是指LED发射光强变为零时的发光角度，可以通过旋转台和光电二极管等设备进行测量。
5.电/光特性测量：LED作为一个半导体器件，其电/光特性的测量也是非常重要的。
常用的测量参数有正向电压、正向电流、反向电流等。
测量时要注意选择合适的测量仪器和测量范围，以及保持电路的稳定性。
实验三 光源静态特性综合实验
实验三光源静态特性综合实验一、实验目的（1）半导体激光器的P-I特性（V-I）特性测试P-I曲线斜率、拐点、阈值电流（阈值电流密度、阈值输出功率）（2）半导体激光器的光谱特性测试峰值波长、中心波长、光谱宽度、边模抑制比（3）半导体激光器的温度特性测试阈值电流的温度依赖性、中心波长的温度依赖性二、实验器材LD/LED、光谱分析仪、直流电压表、万用表三：实验原理LD和普通二极管一样都是半导体光电子器件，其核心部分都是PN结。
因此LD也具有与普通二极管相类似的V-I特性曲线。
P-I特性测量系统如下图：四、实验过程1、实验注意事项：1）静电很容易导致激光器和发光二极管老化，实验时请佩戴防静电手腕带，不要用手直接接触发光二极管引脚以及与发光二极管连接的任何固定件、测试点和线路，以免损坏器件；2）严禁将任何电源对地短路；3）工作电流不要超过LD的额定值，防止烧坏器件；4）通电之前，确保W301（微调）及W302（粗调）旋钮在最小值位臵，这样可防止冲击电流损坏LD；5）严格按照指导书操作实验，出现任何异常情况，请立即关机断电，并请相关老师加以指导。
2、实验装臵及步骤1）将“光源特性测试模块”的J101、J102及J103分别连接至主台体面板上的“+5V”、“-5V”及“GND1”。
2）将激光器套筒的红色插孔连接至模块的J306（LED+/LD+），将其黑色插孔连接至模块的J307（LED-/LD-），将其黄色插孔连接至模块的J301（PD+）。
将万用表1（“V档”）的红表笔连接至J306，黑表笔连接至J307。
将万用表2（“mA”档）的红表笔连接至J304（Iop+），黑表笔连接至J305（Iop-）。
3）将开关K301拨向“恒流”端，K302拨向“电流源”端。
4）将电流源的W302“粗调”和W301“微调”逆时针旋转到最小。
打开电源开关K101，顺时针缓慢调节W302，使工作电流由0mA逐渐增加到20mA，每隔2mA记录LD的电压值（万用表1）和电流值（万用表2），绘制LD的V-I曲线。
半导体激光器特性测量实验报告
半导体激光器特性测量一、实验目的：1.通过本实验学习半导体激光器原理。
2.测量半导体激光器的几个主要特性。
3.掌握半导体激光器性能的测试方法。
二、实验仪器：半导体激光器装置、WGD-6型光学多道分析器、电脑等。
三、实验原理：WGD-6 型光学多道分析器，由光栅单色仪，CCD 接收单元，扫描系统，电子放大器，A/D 采集单元，计算机组成。
该设备集光学、精密机械、电子学、计算机技术于一体。
光学系统采用C－T 型，如图M1 反射镜、M2 准光镜、M3 物镜、M4 转镜、G 平面衍射光栅、S1 入射狭缝、S2 光电倍增管接收、S3 CCD 接收。
入射狭缝、出射狭缝均为直狭缝，宽度范围0－2mm 连续可调，光源发出的光束进入入射狭缝S1、S1 位于反射式准光镜M2 的焦面上，通过S1 射入的光束经M2 反射成平行光束投向平面光栅G 上，衍射后的平行光束经物镜 M3 成像在S2 上。
四、实验内容及数据分析1.半导体激光器输出特性的测量：a)将各仪器按照要求连接好；b)打开直流稳压电源，打开光多用仪；c) 将激光器的偏置电流输入插头接于稳压电源的电流输出端；d) 将激光器与光多用仪的输入端相连并使探头正好对激光器输出端，打开光多用仪； e) 缓慢增加激光器输入电流（0mA~36mA ），注意电流不要超过ＬＤ的最大限定电流（实验中不超过38mA ）。
从功率计观察输出大小随电流变化的情况； f) 记录数据； g) 绘图绘成曲线。
实验数据及结果分析： I （mA ） 1.02.03.04.05.06.07.0 8.09.010.011.0 12.0 P (uW) 0.40 0.80 1.25 1.75 2.25 2.85 3.54.255.05 5.956.98.0I （mA ） 13.0 14.0 15.0 16.0 17.0 18.0 19.0 20.0 21.0 22.0 23.0 24.0 P (uW) 9.310.7512.4514.5517.8522.941.0311.5753.51179.51594.51845.0根据以上实验数据绘制I —P 曲线:半导体激光器输出特性2004006008001000120014001600180020000510152025I(mA)P(uW)实验结果分析：通过半导体激光器的控制电源改变它的工作电流I ，测量对应的发光功率P ，以P 为纵轴，I 为横轴作图，描成曲线。
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。
实验一 半导体激光器P-I特性曲线测量
实验一半导体激光器P-I特性曲线测量一、实验目的：1.了解半导体光源和光电探测器的物理基础；2.了解发光二极管(LED)和半导体激光二极管(LD)的发光原理和相关特性；3.了解PIN光电二极管和雪崩光电二极管(APD)的工作原理和相关特性；4.掌握有源光电子器件特性参数的测量方法；二、实验原理：光纤通信中的有源光电子器件主要涉及光的发送和接收，发光二极管(LED)和半导体激光二极管(LD)是最重要的光发送器件，PIN光电二极管和APD光电二极管则是最重要的光接收器件。
1．发光二极管(LED)和半导体激光二极管(LD)：LED是一种直接注入电流的电致发光器件，其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，属自发辐射跃迁。
LED为非相干光源，具有较宽的谱宽(30～60nm)和较大的发射角(≈100°)，常用于低速、短距离光波系统。
LD通过受激辐射发光，是一种阈值器件。
LD不仅能产生高功率(≥10mW)辐射，而且输出光发散角窄，与单模光纤的耦合效率高(约30％—50％)，辐射光谱线窄(Δλ=0.1-1.0nm)，适用于高比特工作，载流子复合寿命短，能进行高速(>20GHz)直接调制，非常适合于作高速长距离光纤通信系统的光源。
使粒子数反转从而产生光增益是激光器稳定工作的必要条件，对于处于泵浦条件下的原子系统，当满足粒子数反转条件时将会产生占优势的(超过受激吸收)受激辐射。
在半导体激光器中，这个条件是通过向P型和N型限制层重掺杂使费密能级间隔在PN结正向偏置下超过带隙实现的。
当有源层载流子浓度超过一定值(称为透明值)，就实现了粒子数反转，由此在有源区产生了光增益，在半导体内传播的输入信号将得到放大。
如果将增益介质放入光学谐振腔中提供反馈，就可以得到稳定的激光输出。
(1) LED和LD的P-I特性与发光效率：图1是LED和LD的P-I特性曲线。
LED是自发辐射光，所以P-I曲线的线性范围较大。
LDLED光源特性测试实验积分球Word版
目录第一章LD/LED光源特性测试实验仪说明 (2)一、产品介绍： (2)二、实验仪说明 (3)第二章实验指南.................................................................................................. - 4 -一、实验目的 (4)二、实验内容 (4)三、实验仪器 (4)四、实验原理 (5)五、注意事项 (6)六、实验操作 (7)八、实验测试点说明 (15)九、LD电流源操作说明 (15)十、光功率计操作说明 (18)- 1 - / 23第一章LD/LED光源特性测试实验仪说明产品介绍：激光二极管LD和发光二极管LED是光通讯系统中使用的主要光源。
通过本实验可以了解工程应用中半导体激光器和发光二极管，掌握它们平均输出光功率与注入电流的测试方法及器件好坏的判断，掌握它们阈值电流的测试方法及对其寿命的影响，掌握它们基本特性曲线的测试方法，了解半导体激光器自动功率控制APC的工作原理，了解温度对它们输出功率的影响，以及半导体激光器自动温度控制ATC的工作原理。
光功率计、温控器、电流表、电压表全部内置于箱体，方便调节和测试，所有实验均在一个箱体上完成。
实验装置采用箱式结构，使整个装置结构紧凑，且占地面积小、节省实验室空间；同时整个实验采用模块化设计，方便学生理解实验原理，操作方便。
实验所需所有组件均设计于实验箱内拆卸和安装都很方便，而且放置安全，能很好地保护所有器件。
注重于学生实际操作技能方面的训练，使学生在实验室就养成正确的操作习惯。
第二章实验指南一、实验目的1、掌握LD激光器和LED发光二极管的工作原理及主要技术参数2、掌握LD激光器和LED发光二极管的特性测试方法3、了解温度（T）对阈值电流（I th）和光功率（P）的影响4、掌握LD激光器和LED发光二极管的基本使用方法二、实验内容1、LD激光器的V/I特性测试实验2、LD激光器的P/I特性测试实验3、LD激光器的T/V/I特性测试实验4、LD激光器的T/V/P特性测试实验5、LED发光二极管（1310nm）的V/I特性测试实验6、LED发光二极管（1310nm）的P/I特性测试实验7、LED发光二极管（1310nm）的T/I特性测试实验8、LED发光二极管（1310nm）的T/P特性测试实验9、LED发光二极管（白光）的V/I特性测试实验10、LED发光二极管的（白光）的P/I特性测试实验三、实验仪器1、LD/LED光源特性测试实验仪1台2、LD激光二极管（1310nm）1只3、LED发光二极管（1310nm）1只4、LED发光二极管（白光）（选配）1只5、积分球（可选）1个6、电源线1根7、连接线若干四、实验原理激光二极管LD 和发光二极管LED 是光通讯系统中使用的主要光源。
光源特性测试实验
光源特性测试模块实验LD 的工作原理及结构认知1.激光器一般知识及工作原理激光器是使工作物质实现粒子数反转分布产生受激辐射, 再利用谐振腔的正反馈, 实现光放大而产生激光振荡的。
激光, 其英文LASER 就是Light Amplification by StimulatedEmission of Radiation （受激辐射的光放大）的缩写。
激光的本质是相干辐射与工作物质的原子相互作用的结果。
尽管实际原子的能级是非常复杂的, 但与产生激光直接相关的主要是两个能级, 设Eu 表示较高能级, El 表示较低能级。
原子能在高低能级间跃迁, 在没有外界影响时, 原子可自发的从高能级跃迁到低能级, 并伴随辐射一个频率为h E E l u /)(-=ν （式1） 的光子, 这过程称自发辐射。
若有能量为 的光子作用于原子, 会产生两个过程：一是原子吸收光子能量从低能级跃迁到高能级, 同时在低能级产生一个空穴, 称为受激跃迁或受激吸收, 此激发光子消失；二是原子在激发光子的刺激下, 从高能级跃迁到低能级, 并伴随辐射一个频率 h E E l u /)(-=ν （式2） 的光子, 这过程称受激辐射。
受激辐射激发光子不消失, 而产生新光子, 光子增加, 而且产生的新光子与激发光子具有相同的频率、相位和偏振态, 并沿相同的方向传播, 具有很好的相干性, 这正是我们所需要的。
受激辐射和受激吸收总是同时存在的, 如果受激吸收超过受激辐射, 则光子数的减少多于增加, 总的效果是入射光被衰减；反之, 如果受激辐射超过受激吸收, 则入射光被放大。
实现受激辐射超过受激吸收的关键是维持工作物质的原子粒子数反转分布。
所谓粒子数反转分布就是工作物质中处于高能级的原子多于处于低能级的原子。
所以原子的粒子数反转分布是产生激光的必要条件。
实现粒子数反转可以使受激辐射超过受激吸收, 光在工作介质中得到放大, 产生激光, 但工作介质的增益都不足够大, 若使光单次通过工作介质而要产生较强度的光, 就需要很长的工作物质, 实际上这是十分困难, 甚至是不可能的。
半导体照明器件设计封装与测试实验报告
半导体照明器件设计封装与测试实验报告半导体照明器件设计、封装与测试实验报告一、实验名称：实验4光照特性实验2。
实验目的1.了解半导体照明器件的照明特性；2.学习半导体照明器件照明特性的测试原理；3.掌握半导体照明器件照明特性的测试方法。
三、实验原理1.LED光、色、电测试中涉及的主要参数有：（1）电气特性led基础结构为p-n结，故主要关注其正向电压电流关系，以及反向击穿电压值。
当电压小到足以克服势垒电场时，通过LED的电流非常小。
当正向电压超过死区电压时，电流和电压迅速增加。
正向工作电流指LED正常发光时的正向电流值。
根据不同管的结构和输出功率，它在几十毫安到1安培之间。
在led两端加反向电压，只有微安级的反向电流。
反向电压超过击穿电压后，管子被击穿损坏。
为安全起见，激励电源提供的最大反向电压应低于击穿电压。
(2)光电特性光强是描述LED光度特性的最重要参数。
它表示光源在指定方向上以单位立体角发射的光通量。
在不同的空间角度下，LED将显示不同的光强度。
led光源发射的辐射通量中能引起人眼视觉的那部分，称为光通量，单位是流明，与辐射通量的概念类似，它是led光源向整个空间在单位时间内发射的能引起人眼视觉的辐射通量。
积分球测量光通量。
积分球是一个球形腔体，由内壁有均匀白色漫反射层的球壳组装而成，被测LED置于腔体中。
LED器件发出的光辐射被积分球壁多次反射，使整个球壁上的照明均匀分布。
这可以通过放置在球形壁上的探测器来测量与光通量成比例的光的照度。
(3)led输出光空间分布特性LED的芯片、结构和封装方式不同，输出光的空间分布也相同。
当方向角改变时，发射强度也随之改变。
当发射强度下降到峰值的一半时，相应的角度称为方向半值角。
（4）比色法在色度研究中，常使用分光光谱测量法。
在分光光谱法测量色度系统中，光谱仪是重要的组成部分，使用具有光谱分辨率高的光栅光谱仪等进行色度测量。
可调恒流源与led连接，用电流调节旋钮调节输出电流使led正常工作。
LED和LD的光源特性测试实验
LD/LED光源特性测试实验1. 实验目的通过测量LED发光二极管和LD半导体激光器的输出功率－电流（P-I）特性曲线和P-I特性随器件温度的变化，理解LED发光二极管和LD半导体激光器在工作原理及工作特性上的差异。
2. 实验原理2.1 LD工作原理从激光物理学中我们知道，半导体激光器的粒子数反转分布是指载流子的反转分布。
正常条件下，电子总是从低能态的价带填充起，填满价带后才能填充到高能态的导带；而空穴则相反。
如果我们用电注入等方法，使p-n结附近区域形成大量的非平衡载流子，即在小于复合寿命的时间内，电子在导带，空穴在价带分别达到平衡，如图1所示，那么在此注入区内，这些简并化分布的导带电子和价带空穴就处于相对反转分布，称之为载流子反转分布。
注入区称为载流子分布反转区或作用区。
结型半导体激光器通常用与p-n结平面相垂直的一对相互平行的自然解理面构成平面腔。
在结型半导体激光器的作用区内，开始时导带中的电子自发地跃迁到价带和空穴复合，产生相位、方向并不相同的光子。
大部分光子一旦产生便穿出p-n结区，但也有一部分光子在p-n结区平面内穿行，并行进相当长的距离，因而它们能激发产生出许多同样的光子。
这些光子在平行的镜面间不断地来回反射，每反射一次便得到进一步的放大。
这样重复和发展，就使得受激辐射趋于占压倒的优势，即在垂直于反射面的方向上形成激光输出。
图1半导体激光器的能带图2.2 LED 工作原理发光二极管是大多由Ⅲ-Ⅳ族化合物，如GaAs （砷化镓）、GaP （磷化镓）、GaAsP（磷砷化镓）等半导体制成的，其核心是PN 结。
因此它具有一般P-N 结的I-N 特性，即正向导通，反向截止、击穿特性。
此外，在一定条件下，它还具有发光特性。
在正向电压下，电子由N 区注入P 区，空穴由P 区注入N 区。
进入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，如图2所示。
由于复合是在少子扩散区内发光的，所以光仅在靠近PN 结面数μm 以内产生。
光源的P-I特性测试实验报告
光源的P-I特性测试实验报告一、实验目的1、了解半导体激光器LD的P-I特性。
2、掌握光源P-I特性曲线的测试方法。
二、实验器材主控&信号源模块2号数字终端&时分多址模块25号光收发模块23号光功率计模块示波器三、实验原理半导体激光器的输出光功率与驱动电流的关系如图所示，该特性有一个转折点，相应的驱动电流称为门限电流(或称阈值电流)，用Ith表示。
在门限电流以下，激光器工作于自发发射，输出荧光功率很小，通常小于100pW；在门限电流以上，激光器工作于受激发射，输出激光，功率随电流迅速上升，基本上成直线关系。
激光器的电流与电压的关系相似于正向二极管的特性。
P-I特性是选择半导体激光器的重要依据。
在选择时，应选阈值电流Ith尽可能小，Ith对应P值小，而且没有扭折点的半导体激光器，这样的激光器工作电流小，工作稳定性高，消光比大，而且不易产生光信号失真。
且要求P-I曲线的斜率适当。
斜率太小，则要求驱动信号太大，给驱动电路带来麻烦：斜率太大，则会山现光反射噪声及使自动光功率控制环路调整困难。
半导体激光器具有高功率密度和极高量子效率的特点，微小的电流变化会导致光功率输出变化，是光纤通信中最重要的一种光源，激光二极管可以看作为一种光学振荡器，要形成光的振荡，就必须要有光放大机制，也即启动介质处于粒子数反转分布，而且产生的增益足以抵消所有的损耗。
将开始出现净增益的条件称为阈值条件。
一般用注入电流值来标定阈值条件，也即阈值电流Ith，当输入电流小于Ith时，其输出光为非相干的荧光，类似于LED发出光，当电流大于Ith时，则输出光为激光，且输入电流和输出光功率成线性关系，该实验就是对该线性关系进行测量，以验证P-I的线性关系。
四、实验步骤1、登录e-Labsim仿真系统，创建实验文件，选择实验所需模块和示波器。
2、按如下说明进行连线及设置：（1）将2号模块TH7(DoutD)连至25号光收发模块的TH2(数字输入)，并把2号模块的拨码开关S4设置为“ON”，使输入信号为全1电平。
实验5-1 半导体激光器的特性测试实验
光信息专业实验指导材料（试用）实验5－1 半导体激光器的特性测试[实验目的]1、通过测量半导体激光器工作时的功率、电压、电流，画出P-V、P-I、I-V曲线，让学生了解半导体的工作特性曲线；2、学会通过曲线计算半导体激光器的阈值，以及功率效率，外量子效率和外微分效率，并对三者进行比较；3、内置四套方波信号或者外加信号直接调制激光器，通过调整不同的静态工作点，和输入信号强度大小不同，观察到截至区，线性区，限流区的信号不同响应（信号畸变，线性无畸变），了解调制工作原理。
[实验仪器]实验室提供：半导体激光器实验箱（内置三个半导体激光器），示波器，两根电缆线。
[实验原理]半导体激光器是用半导体材料作为工作物质的一类激光器，由于物质结构上的差异，产生激光的具体过程比较特殊。
常用材料有砷化镓（GaAs）、硫化镉（CdS）、磷化铟(InP)、硫化锌(ZnS)等。
激励方式有电注入、电子束激励和光泵浦三种形式。
半导体激光器件，可分为同质结、单异质结、双异质结等几种。
同质结激光器和单异质结激光器室温时多为脉冲器件，而双异质结激光器室温时可实现连续工作。
半导体激光器具有体积小、效率高等优点，广泛应用于激光通信、印刷制版、光信息处理等方面。
一、半导体激光器的结构与工作原理1.半导体激光器的工作原理。
半导体材料多是晶体结构。
当大量原子规则而紧密地结合成晶体时，晶体中那些价电子都处在晶体能带上。
价电子所处的能带称价带（对应较低能量）。
与价带对应的高能带称导带，价带与导带之间的空域称为禁带。
当加外电场时，价带中电子跃迁到导带中去，在导带中可以自由运动而起导电作用。
同时，价带中失掉一个电子，相当于出现一个带正电的空穴，这种空穴在外电场的作用下，也能起导电作用。
因此，价带中空穴和导带中的电子都有导电作用，统称为载流子。
没有杂质的纯净半导体，称为本征半导体。
如果在本征半导体中掺入杂质原子，则在导带之下和价带之上形成了杂质能级，分别称为施主能级和受主能级。
半导体激光器的光学特性测试
实验八半导体激光器的光学特性测试[实验目的]1、通过实验熟悉半导体激光器的光学特性。
2、掌握半导体激光器耦合、准直等光路的调节。
3、根据半导体激光器的光学特性考察其在光电子技术方面的应用。
[实验仪器]1、半导体激光器及可调电源2、光谱仪3、可旋转偏振片4、旋转台5、光功率计图1. 半导体激光器的结构[实验原理]1、半导体激光器的基本结构至今，大多数半导体激光器用的是GaAs或Ga1-x Al x As材料，p-n结激光器的基本结构如图1所示。
P—n结通常在n型衬底上生长p型层而形成。
在p区和n区都要制作欧姆接触，使激励电流能够通过,这电流使结区附近的有源区内产生粒子数反转，还需要制成两个平行的端面起镜面作用，为形成激光模提供必须的光反馈。
图1中的器件是分立的激光器结构，它可以与光纤传输线连接，如果设计成更完整的多层结构，可以提供更复杂的光反馈，更适合单片集成光路。
2、半导体激光器的阈值条件：当半导体激光器加正向偏置并导通时，器件不会立即出现激光振荡。
小电流时发射光大都来自自发辐射，光谱线宽在数百唉数量级。
随着激励电流的增大，结区大量粒子数反转，发射更多的光子。
当电流超过阈值时，会出现从非受激发射到受激发射的突变。
实际上能够 观察到超过阈值电流时激光的突然发生，只要观察在光功率对激励电流曲线上斜率的急速突变，如图2所示；这是由于激光作用过程的本身具有较高量子效率的缘故。
从定量分析，激光的阈值对应于：由受激发射所增加的激光模光子数(每秒)正好等于由散射、吸收激光器的发射所损耗的光子数（每秒）。
据此，可将阈值电流作为各种材料和结构参数的函数导出一个表达式：)]1(121[8202Rn a Den J Q th +∆=ληγπ （1） 这里，Q η是内量子效率，O λ是发射光的真空波长，n 是折射率，γ∆是自发辐射线宽，e 是电子电荷，D 是光发射层的厚度，α是行波的损耗系数，L 是腔长，R 为功率反射系数。
半导体发光二极管测试方法
半导体发光二极管测试方法发光二极管（LED）是一种半导体器件，能够将电能转化为光能，具有高效、节能、长寿命等特点，被广泛应用于照明、数码显示、通信等领域。
为保证LED的质量和可靠性，测试方法至关重要。
本文将介绍LED的测试方法，包括性能测试和可靠性测试。
性能测试是指对LED的电学和光学性能进行测试。
首先是电性能测试，包括正向电压-VF测试、正向电流-IF测试和反向漏电流-IR测试。
其中，VF测试可以通过直流电流源和万用表测试。
将LED正向引线连接到电流源的正极，负向引线连接到万用表的电压测量端，设置电流源输出电流为LED标称电流IF，读取万用表上的电压值即为VF。
同样的方法可以测试IF和IR。
为了减小测试误差，可以将测试过程自动化。
接下来是光学性能测试，主要包括光通量测试、光强测试和色温测试。
光通量测试用于测量LED的总辐射功率，可以使用光通量集成球进行测试。
将LED安装在光通量集成球的中心位置，并通过光电二极管将光通量收集起来，然后利用功率计进行测量。
光强测试用于测量LED发出的光的强度，可以使用光强计进行测试。
色温测试用于测量LED发出的光的颜色温度，可以使用光谱仪进行测试。
可靠性测试是指在一定的环境条件下，对LED的长期稳定性进行测试。
首先是热老化测试，通过将LED置于高温环境下，并施加一定的电流，观察LED的光亮度变化和色温变化，以评估其在高温环境下的稳定性。
其次是湿热老化测试，通过将LED置于高温高湿环境下，并施加一定的电流，观察LED的性能变化，以评估其在高温高湿环境下的稳定性。
最后是机械冲击测试，通过将LED置于冲击装置中，进行机械冲击，观察LED的性能变化，以评估其在振动环境下的稳定性。
在测试过程中，需要严格控制测试条件，如温度、湿度、电流等。
同时，需要进行数据记录和分析，以便评估LED的性能和可靠性。
测试结果应符合相关的标准和规范，如国家标准、行业标准等。
同时，测试设备和仪器应保持良好的校准状态，以确保测试结果的准确性和可靠性。
光纤通信 实验1 实验报告 光源的 P-I 特性测试实验
课程名称：光纤通信实验名称：实验1光源的P-I 特性测试实验姓名：班级：电17-3学号：实验时间：指导教师：得分：序号:42实验1光源的P-I 特性测试实验一、实验目的1、了解半导体激光器L D 的P-I 特性。
2、掌握光源P-I 特性曲线的测试方法。
二、实验器材1、主控&信号源模块2、2 号数字终端&时分多址模块3、25 号光收发模块4、23 号光功率计模块5、示波器三、实验内容光源的P-I 特性测试四、实验原理数字光发射机的指标包括：半导体光源的P-I 特性曲线测试、消光比（EXT）测试和平均光功率的测试。
接下来的三个实验我们将对这三个方面进行详细的说明。
I(mA)LD 半导体激光器P-I 曲线示意图半导体激光器的输出光功率与驱动电流的关系如图所示，该特性有一个转折点，相应的驱动电流称为门限电流(或称阈值电流)，用Ith 表示。
在门限电流以下，激光器工作于自发发射，输出荧光功率很小，通常小于100pW；在门限电流以上，激光器工作于受激发射，输出激光，功率随电流迅速上升，基本上成直线关系。
激光器的电流与电压的关系相似于正向二极管的特性。
P-I 特性是选择半导体激光器的重要依据。
在选择时，应选阈值电流Ith 尽可能小，Ith对应P 值小，而且没有扭折点的半导体激光器，这样的激光器工作电流小，工作稳定性高，消光比大，而且不易产生光信号失真。
且要求P-I 曲线的斜率适当。
斜率太小，则要求驱动信号太大，给驱动电路带来麻烦：斜率太大，则会山现光反射噪声及使自动光功率控制环路调整困难。
半导体激光器具有高功率密度和极高量子效率的特点，微小的电流变化会导致光功率输出变化，是光纤通信中最重要的一种光源，激光二极管可以看作为一种光学振荡器，要形成光的振荡，就必须要有光放大机制，也即启动介质处于粒子数反转分布，而且产生的增益足以抵消所有的损耗。
将开始出现净增益的条件称为阈值条件。
一般用注入电流值来标定阈值条件，也即阈值电流Ith，当输入电流小于Ith 时，其输出光为非相干的荧光，类似于LED 发出光，当电流大于Ith 时，则输出光为激光，且输入电流和输出光功率成线性关系，该实验就是对该线性关系进行测量，以验证P-I 的线性关系。
实验一半导体激光器pi特性测试实验
常用光纤器件特性测试实验 实验一半导体激光器P-I 特性测试实验一、实验目的1、学习半导体激光器发光原理和光纤通信中激光光源工作原理2、了解半导体激光器平均输出光功率与注入驱动电流的关系3、掌握半导体激光器P （平均发送光功率）-I （注入电流）曲线的测试方法二、实验内容1、测量半导体激光器输出功率和注入电流，并画出P-I 关系曲线。
2、根据P －I 特性曲线，找出半导体激光器阈值电流，计算半导体激光器斜率效率。
三、预备知识1、光源的种类2、半导体激光器的特性、内部结构、发光原理四、实验仪器1、ZY12OFCom13BG3型光纤通信原理实验箱 1台2、FC 接口光功率计 1台3、FC/PC-FC/PC 单模光跳线 1根4、万用表1台5、连接导线20根五、实验原理半导体激光二极管（LD ）或简称半导体激光器，它通过受激辐射发光，是一种阈值器件。
处于高能级E 2的电子在光场的感应下发射一个和感应光子一模一样的光子，而跃迁到低能级E 1，这个过程称为光的受激辐射，所谓一模一样，是指发射光子和感应光子不仅频率相同，而且相位、偏振方向和传播方向都相同，它和感应光子是相干的。
由于受激辐射与自发辐射的本质不同，导致了半导体激光器不仅能产生高功率（≥10mW ）辐射，而且输出光发散角窄（垂直发散角为30～50°，水平发散角为0～30°），与单模光纤的耦合效率高（约30％～50％），辐射光谱线窄（Δλ＝0.1～1.0nm ），适用于高比特工作，载流子复合寿命短，能进行高速信号（>20GHz ）直接调制，非常适合于作高速长距离光纤通信系统的光源。
阈值电流是非常重要的特性参数。
图1-1上A 段与B 段的交点表示开始发射激光，它对应的电流就是阈值电流th I 。
半导体激光器可以看作为一种光学振荡器，要形成光的振荡，就必须要有光放大机制，也即激活介质处于粒子数反转分布，而且产生的增益足以抵消所有的损耗。
半导体光源特性测量
上世纪六十年代初开始将半导体材料作为激光媒质，伯纳德（Bernard）和杜拉福格（Duraffourg）提出在半导体中实现受激辐射的必要条件：对应于非平衡电子，空穴浓度的准费米能级差必须大于受激发射能量。
由此，半导体激光器开始了从同质结到异质结的快速发展过程，单异质结最初由美国的克罗默（Kroemer）和前苏联的阿尔费洛夫于1963年提出，其实质是把一个窄带隙的半导体材料夹在两个宽带隙半导体之间，从窄带隙半导体中产生高效率复合和辐射，这个设想很大程度上取决于异质结材料的生长工艺，1967年IBM公司的伍德尔（Woodall）用液相外延方法（LPE）在GaAs上生长出AlGaAs，两三年后，贝尔实验室的潘尼希（Panish）等人研制成功AlGaAs/GaAs单异质结半导体激光器。
虽然单异质结能够利用其势垒将注入电子限制在GaAs P-N结的P区内使室温阈值电流密度降到水平，但真正的突破是双异质结（DH）的发明：把p-GaAs半导体夹在N-AlxGa1-xAs层和P-AlxGa1-xAs层之间，两个异质结势垒能有效地将载流子和光场限制在p-GaAs薄层有源层内，使室温阈值电流密度减小了一个数量级。
这项重要的发明由阿尔费洛夫，Hayashi，潘尼希等人共同完成。
整个七十年代的工作重点是提高半导体激光器的各项基本参数要求：低的阈值电流密度；室温工作；连续大功率输出；长寿命；含盖可见光与近红外的多种单频激光器；窄线宽；波长可调谐激光器等。
八十年代以来，随着分子束外延（MBE），金属有机化学气相沉积（MOCVD）和化学束外延（CBE）技术取得重大突破，诞生了诸如量子阱激光器（MQW），应变量子阱激光器（SL-MQW），垂直腔面发射激光器及高功率激光器阵列等所谓“能带工程”的产物半导体激光器的最重要应用是光纤通信：比如将1.55μm，窄线宽的分布反馈布拉格半导体激光器（DFB-LD）用于光纤通信，单信道码率可达10Gb/s，为适应更高码率的波分复用（WDM）和时分复用（TWM）等光纤信号传输技术，发展了量子阱有源，多段结构的可调谐DFB-LD或DBR-LD（分布布拉格反射激光器），由于其线宽窄，微分增益系数大，有利于降低调制啁啾引起的展宽，这样即有助于提高信道码率；半导体激光器另一项重要应用在光盘技术领域，光盘技术是门综合技术，融会了计算机，激光与数字通信技术，半导体激光器用于光盘写入时，关键技术有光斑聚焦和光束圆化，强度和波长涨落以及光反馈影响方面的控制等。
半导体激光器P-I特性测试实验
实验二半导体激光器P-I特性测试实验一、实验目的1、学习半导体激光器发光原理和光纤通信中激光光源工作原理2、了解半导体激光器平均输出光功率与注入驱动电流的关系3、掌握半导体激光器P（平均发送光功率）-I（注入电流）曲线的测试方法二、实验内容1、测量半导体激光器输出功率和注入电流，并画出P-I关系曲线2、根据P－I特性曲线，找出半导体激光器阈值电流，计算半导体激光器斜率效率三、实验仪器1、ZY1804I型光纤通信原理实验系统1台2、FC接口光功率计1台3、FC-FC单模光跳线1根4、万用表1台5、连接导线20根四、实验原理光源是把电信号变成光信号的器件，在光纤通信中占有重要的地位。
性能好、寿命长、使用方便的光源是保证光纤通信可靠工作的关键。
光纤通信对光源的基本要求有如下几个方面：首先，光源发光的峰值波长应在光纤的低损耗窗口之内，要求材料色散较小。
其次，光源输出功率必须足够大，入纤功率一般应在10微瓦到数毫瓦之间。
第三，光源应具有高度可靠性，工作寿命至少在10万小时以上才能满足光纤通信工程的需要。
第四，光源的输出光谱不能太宽以利于传输高速脉冲。
第五，光源应便于调制，调制速率应能适应系统的要求。
第六，电—光转换效率不应太低，否则会导致器件严重发热和缩短寿命。
第七，光源应该省电，光源的体积、重量不应太大。
作为光源，可以采用半导体激光二极管（LD，又称半导体激光器）、半导体发光二极管（LED）、固体激光器和气体激光器等。
但是对于光纤通信工程来说，除了少数测试设备与工程仪表之外，几乎无例外地采用半导体激光器和半导体发光二极管。
本实验简要地介绍半导体激光器，若需详细了解发光原理，请参看各教材。
半导体激光二极管（LD）或简称半导体激光器，它通过受激辐射发光，是一种阈值器件。
处于高能级E2的电子在光场的感应下发射一个和感应光子一模一样的光子，而跃迁到低能级E1，这个过程称为光的受激辐射，所谓一模一样，是指发射光子和感应光子不仅频率相同，而且相位、偏振方向和传播方向都相同，它和感应光子是相干的。
LED半导体发光二极管的检测方法的测试方法
LED的测试方法半导体发光二极管（LED）是新型的发光体，效率高、体积小、寿命长、电压低，节能、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。
文章结合有关LED测试方法的最新国家标准，介绍了LED光电性能测试的几个主要方面。
关键词：半导体发光二极管；测试方法；国家标准；1、前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、手机背光源、车载光源等场合，白光ＬＥＤ技术也不断地发展，ＬＥＤ在照明领域的应用越来越广泛。
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产业的发展受到很大影响。
结合国内外关于ＬＥＤ测试方法的最新标准，基于ＬＥＤ各个应用领域的实际需求，笔者从电特性、光特性、开关特性、颜色特性、热学特性、可靠性等方面进行了介绍。
2、电特性测试方法LED是一个由半导体无机材料构成的单极性ＰＮ结二极管，其电压与电流之间的关系称为伏安特性。
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（如图1所示）。
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电特性的测试一般在相应的恒流恒压源供电下，利用电压电流表进行测试。
3、光特性测试类似于其它光源，ＬＥＤ光特性的测试主要包括光通量、发光效率、辐射通量、辐射效率、光强、光强分布特性和光谱参数等。
3.1 光通量和光效光通量的测试有两种方法，即积分球法和变角光度计法。
变角光度计法是测试光通量最精确的方法，但是由于其耗时较长，所以一般采用积分球法测试光通量。
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，另外一种是将其放在球壁。
半导体材料光学性能测试方法
半导体材料光学性能测试方法
在半导体中。
最主要的吸收过程是电子由价带向导带的跃迁所引起的光吸收，称为本征吸收或基本吸收，这种吸收伴随着电子-空穴对的产生，使半导体的电导率增加，即产生光电导。
显然，引起本征吸收的光子能量必须等于或大于禁带宽度，即E>hν=Eg。
对应的波长称为本征吸收限。
根据上式，可得出本征吸收长波限的公式为射线（光）的能量由E＝hν确定，其中h为普朗克常量，ν射线的频率，λ为波长，公式中叫做吸收边，而C=νλ,所以E=h ν=hC/λ=1240/λ。
吸收系数对光子能量（或波长）的依赖关系称为吸收谱。
本征吸收边可在吸收谱中明显地表现出来。
吸收系数曲线在短波端陡峭地上升，是半导体吸收谱突出的一个特点。
它标志着本征吸收的开始。
通常把吸收边附近的吸收谱称为吸收边（也有文章中硕士吸收限）。
它相应于电子由价带顶附近到导带底附近的跃迁。
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第一部分光源的研究与实验实验一、LED光谱测量1. 实验目的LED灯的特性直接关系到它的应用，尤其是它的发光强度分布特性与光谱特性是人们普遍关心的重要特性，也是难于测量的特性。
光源的光谱内含有丰富的信息，为此人们研制出各种光谱探测器进行物质化学成分的分析。
安排这个实验有助于学生了解LED发出的光谱成分，并深入掌握光谱探测器的特性，更合理地运用它分析不同光源的光谱。
不同颜色与种类的LED发出的光谱辐射带宽与功率分布差异很大。
在用LED构成大屏幕显示器应用领域为获得不同颜色的显示效果，必须对所用的LED器件进行光谱特性的测量，以便正确地配制出各种颜色的图案。
2. 实验原理LED发光光谱特性既有别于LD（半导体激光器）又有别于钨丝灯等热辐射体的发光，它的单色性远不如LD，但光谱范围是有限宽度的，具有较好的单色性，当然通过二次光致发光获得“白光”的LED光谱较为丰富，但是仍然无法与钨丝灯等热辐射体的发光光谱相比。
描述LED发光光谱特性的方法是测量它的光谱辐射带宽与功率分布。
光谱仪涉及到光源的概念包括缓存参考光（将当前采集的光谱缓存为参考光），减去背景光（减去已经缓存的背景光），缓存背景光（将当前采集的光谱缓存为背景光）等。
光谱探测器进行物质化学成分分析中对物质测量模式有普通模式、吸收率模式、透射率模式、反射率模式，其测量公式如下：吸收率模式：测量物品对特定波长的吸收率A = [1.0 - (测量光- 背景光) / (参考光-背景光)] * 100%透射率模：参考光源对特定波长对待测量物品的透射率T = (测量光- 背景光) / (参考光-背景光) * 100%反射率模式：参考光源照射到待测量物品后反射光强的透射率R = (测量光- 背景光)/ (参考光-背景光) * 100%注: A + T = 1 ; A + R = 1图1光纤光谱仪工作原理图3.实验仪器①光纤光谱测试仪1台；②白、红、蓝、绿LED灯各一只③ LED灯座1只4实验步骤1，搭建实验平台给发光二极供电，数字光谱仪与电脑连接，将光谱仪的探头安放在固定架上拧开盖帽。
将二极管正对着光纤端口，打开电源开关，注意驱动电压小于额定电压（推荐2v），如图1。
图1搭建实验平台启动软件工作模块，图中显示了光谱测量和颜色测量这两个子功能模块。
点击相应的按钮或在菜单->窗口中点击相应选项即可以进入功能模块。
在下一次启动前，程序会自动进入最后一次打开的功能模块。
光谱仪连接如图2。
图2光纤光谱仪软件界面选择光谱仪后面的绿色按钮表示已经和光谱仪相连接；红色表示已经和光谱仪断开连接。
在操作上，程序打开和插入光纤光谱USB接口并没有顺序上的限制，先打开程序或先连接光纤光谱仪都能使系统正常运作。
在程序运行过程中因为某些需要移除光纤光谱仪后，系统会出现提示。
当光谱仪再次插入电脑时，程序会自动连接光谱仪，不需额外操作。
点击选择光谱仪跳出如下所示对话框。
可以在对话框中组合框选择已连接的光谱仪，如果组合框空白，表示没有光谱仪跟电脑相连接，这时需要插入光谱仪USB接口。
当选择需要的光谱仪后点击确定按钮，立刻连接光纤光谱仪，并开始正常工作。
如图3.图3选择光谱仪查看已连接的光谱仪的信息，可以参看光谱仪的技术参数设置。
如图4。
图4光谱仪信息测量至少三种LED发光二极管的光谱记录数据和图形，如图5。
图5光谱仪测光源光谱界面1、习题和思考①写出实验报告②思考光谱分析的实验误差主要来自哪里？还有什么可以改进的地方？实验二、光源与光度辐射度参数的测量1. 实验目的学习光本性的基本常识，巩固光电技术中关于光的度量内容，并掌握光电综合实验平台所用光源的发光特性；通过对光源照度的调节与测量，熟练进行光电实验过程中所用数字仪表使用方法，为后面实验做技术准备。
2. 实验仪器①光电综合实验平台主机系统1台；②发白光的L ED 平行光源（远心照明光源）及其夹持装置各1个；3. 实验原理LED的发光原理光电技术中的光源已经逐渐被 LED 发光二极管光源所替代。
LED发光二极管为 PN 结在正向偏置下发光的特性。
有些材料构成的 PN 结在正向电场的作用下，电子与空穴在扩散过程中要产生复合。
复合过程中电子从高能级的“导带”跌落至低能级的“价带”，电子在跌落过程中若以辐射的形式释放出多余的能量，则将产生发光或发辐射的现象。
如图1为注入式LED能带结构，扩散运动中的电子从导带跌入到价带时以辐射的方式释放出多余的能量。
它将发出峰值波长λm的辐射，式中，Eg 为半导体材料的禁带宽度。
（1）图1注入式L ED 能代结构除了具有发各种单色光谱的发光二极管（LED）外，还可以在发蓝光的发光二极管上涂荧光物质，由于蓝光 LED 的光谱能量很强，荧光物质将其转换成含有各种光谱成分的光谱集合，表现为发出复合波长的“白光”，常称其为白光发光二极管。
如图2所示，LED 发光二极管发出的光亮度 L 与流过 LED的电流强度 I 成正比。
因此，可以通过控制电流来控制（或调整）发光二极管的亮度，即可以通过改变发光管的电流改变投射到探测器表面上的照度，这就是LED光源具有的易调整性。
利用它的易调特性很容易设计出电光调制器，光纤通讯技术中常用 LED 的这个特性实现长距离的通讯。
图2 亮度与电流密度的关系另外，发光二极管属于半导体发光光源，它具有体积小、发光效率高、寿命长、发光强度易于调节等特点，被广泛应用于测量仪器与照明灯的光源，鉴于LED的诸多优点，所以被我们选为光电实验平台的光源。
光度参数与辐射度参数光源发出的光或物体反射光的能量计算通常是用“通量”、“强度”、“出射度”和“亮度”等参数进行度量，对于探测器而言，常用“照度”参数。
测量探测器表面的照度是十分重要的问题，许多实际问题常需要通过对照度的测量来分析或计算其他参数。
为此这里我们主要讨论照度参数。
辐照度或光照度均为单位探测器表面所接收的辐射通量或光通量。
即（2）式中 S 为探测器的面积。
上式也是通过测量照度来测量光源功率的公式。
点光源照度与发光强度的关系实验从所周知，各向同性的点光源发出的光所产生的照度与发光强度 Iv 成正比，与方向角的余弦（COSφ）成正比，与距离光源的距离平方(l2 )成反比。
既可由下式表示（3）4. 实验步骤从实验元件盒中取出各种单色的LED 发光管，把LED 发光二极管插入通用实验装置，光源和照度计探测头与L ED 光源相对安装在一起，在光学平台上构成实验测量装置，可以用照度对LED 的发光特性进行实验。
但是必须注意，照度的概念是探测表面光照特性的描述，它与距离LED 光源的距离有关，因此，必须注意这一特性。
将LED 的引线和电流表按着如图4所示的发光管发光特性实验电路。
在测量电路中用50Ω固定阻值电阻与1kΩ电位器相连接，便于调整流过L ED 发光管的电流I LED。
在发光二极管的供电电路中串入数字，电流表测量流过LED 的电流I LED。
平台上提供了自动切换量程的数字照度计，可以直读出不同工作电流下LED 发出的光照度。
图3 LED光源和照度计探头打开实验平台的电源开关，在发光管未点亮时测出暗背景照度E vb；然后，通过串入发光二极管的1kΩ电位器调节发光电流I LED，记录不同发光电流I LED 下的光照度E v，将其填入表1；改变L ED 与光电探测头间的距离，再重复进行上述实验，分析数据变化的原因。
将L ED 与光电探测头间的距离L锁定，找出电流I LED与照度间E v 的关系。
图4 LED实验电路6）光照特性（发光强度测量）实验步骤①将如图3所示的L ED 实验装置安装在G DS-Ⅳ型光电综合实验平台的导轨的一端（左端），并将其连线插入到左侧电源插孔中，使其发出稳定的光强；②将平台提供的照度计探头安装在右侧导轨上，将其连线插头插入中部插座内，与照度计连接，测量L ED 发出的照度；③测量出照度计探头与LED 光源之间的距离l，然后将遮光罩扣在平台导轨上方，使外接环境光不能影响测量结果，测出此时的照度；④重复实验步骤③ 测量3个位置（l1、l2、l3）所对应的照度（E1、E2、E3）值，由于照度计探头垂直于L ED 的主光线，既C OSφ=1，测量出3个已知距离下的照度值不难依据式（2.1-7）计算出光源的发光强度I V 值。
6. 关机与结束①所测的数据及实验结果（包括实验曲线）保存好，分析实验结果的合理性，如不合理，则应重新补作上述实验；若合理，可以进行关机；②将实验平台的电源关掉，再将所用的配件放回配件箱；③将实验所用仪器收拾好，再请指导教师检查，批准后离开实验室。
实验三LED角度特性参数测量实验（选做）1. 实验目的LED（发光二极管）是非常有发展前景的半导体发光器件，是将来取代钨丝灯、日光灯、照明灯、高压汞灯与其他系列灯具的节能替代产品。
LED 灯的特性直接关系到它的应用，尤其是它的发光强度的空间分布特性是人们普遍关心的重要特性，安排这个实验有助于我们深入掌握它的特性，更合理地应用它为人类照明与视觉效应服务。
2. 实验仪器① GDS-Ⅲ型光电综合实验平台1台；②LED 发光特性测试仪1台；3. 实验内容①发光强度空间分布特性与偏差角θ根据中国光学光电子行业学会2002年制定的“发光二极管测试方法”，LED 发光强度的空间分布特性是指器件发射出的光强I V 或I e 参数与空间方向角θ的函数关系I V= f (θ)。
显然，θ角度一般取为LED 器件的“机械角”，机械角的定义为器件几何尺寸由于L ED 封装工艺问题使L ED器件存在发出光强度最大的方向（称的中心线或法线为其零度角。
为主光线）与机械轴并不重合，产生如图1 所示的偏差Δθ，称其为偏差角或偏向角。
测量偏向角对于正确使用L ED 为光源，尤其是使用LED群构成面光源或彩色图像显示中具有非常重要意义。
图 1 LED 发光的空间分布特性②半发光强度角θ1/2如图1 所示，LED 的另一个重要参数是“半发光强度角θ1/2”，半发光强度角θ1/2 是描述L ED 发光范围的参数。
为获得更宽，更均匀的面光源，总希望L ED 半发光强度角θ1/2 更大些，而有些应用场合希望LED 能够将光投射到更远的地方，或在更远处获得更强的照度，则又要求LED 的半发光强度角θ1/2 尽量小，使光能量不至于太分散而损耗过大。
为满足不同应用的要求，生产出多种不同封装形式的L ED 器件，以便满足不同应用对L ED 半发光强度角θ1/2 的需求，获得理想的效果。
4. 实验步骤①熟悉LED发光角度特性测试仪如图2 所示为YHLA-Ⅱ型LED 发光角度特性测试仪的外形图，它由LED 安装夹具(右侧)、标准立体角光电接收装置（接收筒）、角度读出度盘、光电探测器输出数字电压表（左面第1、跨接在LED 两端的数字电压表、串联LED 中的数字电流表、控制LED 工块数字电压表）作电流大小的调整旋钮、控制LED 工作电压的调整旋钮、控制LED 的工作电压极性的转换开关（正、反向切换按键）和电源开关等部件构成。