LED光譜量測量中的若干問題探討(表)
上傳人:admin 上傳時間: 2009-03-25 瀏覽次數: 297 |
1引言
今年是發光二極管(LED)誕生40周年,但只有到5年前白光LED開發成功后,對LED進行光譜測量才提上日程。迄今,白光LED的法向發光強度已達10cd以上,光效已超過25lm/W[1]。由于它具有10萬小時的壽命,微秒級的響應時間,光效已超過白熾燈;并且體積小,結構牢固。所以繼鹵鎢燈、熒光燈之后,它成為第三代照明光源的趨勢已成為必然。目前白光LED的制造途徑主要有三種:
(1)利用InGaN/GaN蘭光芯片,結合激發光為黃光的熒光物質YAG復合成白光;
(2)利用紅、綠、蘭三基色通過各自比例的調整,復合成白光;
(3)在ZnSe單晶基板上形成ZnCdSe薄膜,通電后薄膜發蘭光,它與基板產生連鎖反應發出黃光,復合成白光。
故各種白光LED離開等能白的色品坐標,即WE(0.3333,0.3333)的差距各不相同,從而對應的色溫、色純度和顯色指數等參數也各不相同,所以對它進行光譜量測量的重要性不言而喻。
準確測試LED各類光電參數對改善LED的性能作用頗大,其中光譜量的測試基本上有三種方法,一是把測量光用若干塊不同波長的帶通濾光片過濾后到達光探測器,光探測器一般用光電倍增管和硅光電二極管。二是把測量光經衍射光柵分光后到達線陣CCD電荷耦合器件。三是用單色儀分光后進行測量。前面兩種方法主要用于便攜式光譜測試儀對LED進行多參數一次性快速測量,用同一結構配置的硬件測量多個參數必然降低測量精度,后一種方法計量部門運用較多,能得到高精度的測量值,但測量時間較長。對單色LED主要測定其峰值波長和半寬度(FWHM),對白色LED主要測定其相對功率分布,從而推導出其色品坐標,主波長、色溫、色純度和顯色指數等參數,所以是光譜量測量的重點對象。
2單色儀使用中的一般技術
(1)光柵的準確對焦:目的是使被測光源的光達到光柵時能充滿光柵,以便減小光通過單色儀后的衰減率。光斑太小使出射光的信號減小,光斑尺寸超過光柵又會使這部分光變成雜散光而降低測量精度。所以入射光的配置必須符合所用單色儀的f/D數,使得與LED匹配的透鏡能使被測光正好臨界地充滿光柵。
(2)狹縫尺寸的設置:一般使出、入射狹縫等寬度,這時所得信號形狀為等腰三角形,否則將變成梯形甚至更復雜的形狀。狹縫的寬窄應根據被測光的強弱同步調節。狹縫的高度也要相應限制,這只能靠在出、入射狹縫前后放置各種寬度的平行光闌達到,因為單色儀一般并沒有調節狹縫高低的功能。狹縫尺寸過大會降低光譜量的純度,當儀器的最小實際帶寬不大于設置帶寬的1.2倍時,將得到最小的光譜帶寬。
(3)波長鼓的使用:首先,由于氣溫變化造成波長尺的熱脹冷縮,必須在紫外,可見和紅外波段定期予以校正,校正時常用發射波長的低壓汞燈、氘燈,見表1和表2所示[2]。
之所以在表中列出紫外和紅外波長是考慮到LED在軍用夜視儀和電器遙控器中的應用。其次,變換波長時必須由大到小或由小到大順序進行,不可來回反復,否則會造成波長示值不準確。
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