LED光学参数测试方法研究

通过分析LED（发光二极管）发光机理和封装特点，选择了LED需要测试的光学参数：光通量、亮度、发光强度、空间光强分布、相对光谱功率分布及色度，进而研究了每个光学参数的特点。根据其特点，制定了每个光学参数的测试原理以及相应的计算公式，最终确定了各参数的测试方法。设计了LED光通量测量系统、亮度和发光强度测量系统、发散角及空间光强分布测量系统、相对光谱功率分布及色度测量系统。实际应用表明：这些系统均能满足目前工作需要。     

紫色半导体发光二极管激发下 Sm3+掺杂的铋碲酸盐玻璃的光谱能量分布与量子产率计算

采用积分球光谱测试系统,在紫色半导体发光二极管激发下,对Sm3 掺杂的低声子能量、高折射率铋碲酸盐玻璃的荧光光谱进行测试.荧光测试系统由直径为25.4 cm的积分球,配以CCD探测器组成,通过标准卤素灯定标,辅助卤素灯校正积分球内环境变化,解析出样品的绝对光谱能量分布,并进一步计算出光通量分布、光量子数分布,求得辐射通量、光通量、荧光量子产率等荧光特征参数.测试与计算结果表明,对应可见区Sm3 四个特征发射峰,总辐射通量为55μW,总荧光量子产率为4.07%;可见区内,样品受激后光通量为0.02 lm.文章首次将积分球法应用于多通道跃迁稀土离子荧光性能的测试,实现了荧光特性准确评价为目的的绝对光谱能量分布测试,为发光与激光材料光学性能的精确测量与表征提供了一种新方法.     

稀土钐离子可见荧光量子产率的精确测试与计算

采用积分球配以CCD光谱测试系统,在蓝色半导体发光二极管激发下,对Sm3 掺杂的低声子能量、高折射率铋碲酸盐玻璃的荧光光谱进行测试。实现了荧光发射特性绝对评价为目的的绝对光谱功率分布测定,为发光与激光材料荧光发射特性的精确测量与表征提供了一种准确方法。荧光测试系统由直径为25.4cm的积分球配以CCD探测器组成,通过标准卤素灯定标,辅助卤素灯校正积分球内环境变化,解析出样品的绝对光谱功率分布,并进一步计算出光量子数分布,求得荧光量子产率等荧光特征参量。测试与计算结果表明,对应可见区Sm3 四个特征发射峰,总荧光量子产率为7.55%。     

光源色坐标的测定

为了拓宽学生的知识面,近两年,我们在普通物理光学实验中连续开设了“光源色坐标的测定”选作实验,使学生对色度学的基本概念有所了解,对测定光源光谱能量的相对分布以确定其色坐标的基本方法有所掌握。实验效果较好,学生收获亦较大。简明原理光源的颜色一般包含两方面的意思:一     

基于虚拟仪器的LED光电参数测试系统

在LED产业飞速发展的今天,LED的光学、色度学和电学参数的精确测试对于提高LED的产品质量、满足市场需求具有重要的意义。研究和分析了LED光学色度学电学参数标准化测量的原理、要求及实现方法,并据此设计并实现了光电算一体化的测试系统,使用NI USB6210数据采集卡在虚拟仪器平台上完成了数据采集、算法设计、界面设计的任务,能够根据所测光谱较好地实现对LED峰值波长、峰值波长半宽度、质心波长、色品坐标、纯度、相关色温、正向电压/电流等参数的综合测试。本系统具有界面简洁、算法可靠、结果稳定的优点,使用该系统分别测得五种单色LED的各项参数,测试结果的平均误差小于3%,可见其测试效果较理想,具有较好的一致性。     

激光参数计量测试

简要介绍国防科工委光学计量一级站在激光参数计量测试方面的技术现状，以及激光功率、激光能量、激光空域和时域参数计量测试标准的工作原理、技术指标和量传情况。     

一种新型高能激光束能量分布探测器

 介绍用于探测高能激光束空间能量分布的量热器阵列探测器。这种探测器具有承受激光束能量密度高、探测面积大和能量测试误差小等特点,主要由保护板、量热器阵列的热沉积构成。也给出了探测器的标定和性能测试。该探测器为高能激光束绝对空间能量分布的测量提供了有效的诊断手断。     

用单片机控制激光能量分布的测量

用单片机控制激光能量分布的测量刘新民（华侨大学物理化学研究所泉州３６２０１１）一、光路的改进能量分布是激光的重要参数．其测量方法很多，最常用的是光点扫描法，如图１所示．激光束投射到由电动机带动的转镜上，反射后投向一带有小孔光闹的光电探测器，电信号放大...     

磁耦合共振式无线电能传输空间能量的分布规律研究

无线电能传输是一种在电源和负载之间不需要任何物理接触就可以传输电能的技术。随着该技术的逐渐普及,磁耦合谐振式无线电能传输因其特有的中短距离传输的高效性进入人们的视野。文章基于磁耦合共振原理设计制作了研究装置,首先分析了在磁耦合共振条件下能量分布随线圈距离以及角度的关系,并基于以上关系得出能量在空间中的分布规律图像。     

基于Mie散射理论的白光发光二极管荧光粉散射特性研究

基于Mie散射理论,对大功率发光二极管封装中荧光粉的光激发、吸收、散射等作用进行数值模拟,仿真计算在不同白光色温时前后向散射光的强度比例,研究了荧光粉的颗粒大小对白光发光二极管最大光通量的影响.对保型荧光粉涂覆结构中不同直径荧光粉颗粒和不同色温时的光效进行了分析,还分析了同样色温下不同荧光粉颗粒直径、涂层的厚度对白光发光二极管出光的空间色温分布均匀性的影响.研究中所采用的器件激发光谱和发射光谱都为材料的实测光谱,而并非假设的单一光谱.研究表明:在采用保型荧光粉涂覆结构的前提下,当荧光粉颖粒直径为0.5μm时能使发光二极管光通量达到最大;荧光粉颗粒越小,发光二极管空间色温分布均匀性越好;对给定的封装结构,荧光粉涂层厚度为0.8 mm时空间色温分布均匀性最佳.     

紫色发光二极管激发下钐掺杂的重金属硅酸盐玻璃的辐射通量与光通量(英文)

采用积分球测试系统配以内芯直径为400μm的功率光纤连接的CCD探测器,在紫色发光二极管的激发下,对Sm3+掺杂的重金属硅酸盐(CAS)玻璃的荧光光谱进行了表征,实现了以荧光发射特性绝对评价为目的绝对光谱功率分布测定,进一步求得了辐射通量,光通量等荧光特征参数。测试与计算结果表明,在整个可见光谱区域,总的辐射通量和光通量分别为712μW和12.1 mlm,其中Sm3+的4个特征发射峰的辐射通量和光通量分别为36μW和9.7 mlm,占可见区总量的5%和80%,其可见特征发射的总量子产率为2.3%。Sm3+掺杂CAS玻璃可见区多通道辐射跃迁的绝对光谱参数评估为照明和显示器件的研发提供了有益的参考依据。     

A model for LED spectra at different drive currents

A mathematical model for the spectra of monocolor light-emitting diodes （LEDs） and phosphor-coated white LEDs at different drive currents is established.The simulation program of the color rendering of a white light LED cluster is developed based on this model.The program can predict not only the spectral power distribution and color rendering index （CRI）,but also the number of LEDs,drive currents,input power,and luminous efficacy of a white light LED cluster at a given color temperature according to the requirement of the luminous flux.The experimental results show that the relative spectral power distributions （SPDs） and chromaticity coordinates of the model LED are very close to that of the real LED at different drive currents.Moreover,the correlated color temperature （CCT）,CRI,special color rendering index （R9） luminous flux,input power,and luminous efficacy of the white light LED cluster predicted by simulation are also very close to the measured values.Furthermore,a white/red cluster with high rendering （CCT=2903 K,CRI=91.3,R9=85） and a color temperature tunable warm-white/red/green/blule LED cluster with high rendering （CCT=2700 6500 K,CRI 〉 90,R9 〉 96） are created.     

光源相关色温与分布温度的实验分析

在国家色温基准改造课题中,通过光谱辐射测量法得到色温副基准灯的相对光谱功率分布,分别采用四种不同的算法计算出光源的相关色温以及分布温度。为了比较这些计算方法的差别,由相关色温和分布温度反算出相应的光谱功率分布,分析了与光源原始分布的偏差。对采用不同算法得到的色坐标进行了对比,进一步阐明了光源的分布温度与相关色温之间的区别和联系。     

一种基于单色测量的迷彩色光谱反射比测量计算方法

提出一种基于单色测量的迷彩色光谱反射比的测量计算方法。这种方法根据单色光通量的计算方法推导得出,以单色块反射比的测量为基础,根据单色块光谱反射比和各单色在迷彩样品中所占面积,可计算出迷彩样品的光谱反射比。通过实地测量实验进行对比验证,证明了此计算方法具有一定的可行性。     

基于六角形和球形冰晶模型的卷云辐射特征研究

卷云中冰晶粒子的单次光散射计算是卷云辐射传输及云微物理参数反演的重要基础。近年,利用高观测频率的静止气象卫星数据来反演水云和卷云的光学和微物理参数,进而计算地表光通量的研究倍受重视。然而,很多研究中卷云的冰晶用球形模型来模拟。由于不同形状和尺度大小的冰晶对电磁波的散射特征的不同,导致不同冰晶模型计算的卷云环境下卫星观测的辐射值及地表光通量的不同。利用不同尺度大小和电磁波波长的球形和六角形冰晶的单次散射数据,结合RSTAR辐射传输模式来定量分析了卷云环境下不同形状的冰晶模型对计算卫星观测的辐射和地表光通量中的影响。结果显示利用不同形状的冰晶模块来计算的卫星观测的辐射,地表向下辐射通量明显不同。波长在0.4～1.0 μm之间的大气窗口部分的光谱辐射通量的差距最大。总辐射通量受云粒子形状的影响显著。研究证实了正确选择冰晶模型对卫星反演卷云微物理和光学参数的反演及计算地表光通量的重要性。该结果对于云微物理参数的反演及地表向下辐射通量的模拟具有参考价值。     

色坐标对白光LED光通量的影响

研究了在蓝光芯片加黄色荧光粉制备白光LED方法中,色坐标位置对光通量的影响。在同样蓝光功率条件下,我们对标准白光点(色坐标x=0.33±0.05,y=0.33±0.05)附近不同色坐标位置的光通量进行了计算。假设(0.325,0.332)位置流明效率为100 lm/W,计算得出,最大光通量对应的色坐标位置为(0.35,0.38),光通量为112 lm;最小光通量对应的色坐标位置为(0.29,0.28),光通量为93.5 lm。相对于100 lm的变化幅度达到18.5%。通过与实验数据的对比和分析,进一步验证了白光LED光通量随色坐标增大而增加的这一趋势。     

被动式遥感FTIR测量时的仪器响应函数校正

在应用红外发射光谱来获得某些红外源的绝对光谱能量数据,如辐射源光谱辐射通量密度、辐射源光谱辐射强度、辐射源光谱辐射亮度及光谱辐射照度等时,需要得知不同条件下的仪器响应函数。文章对被动式遥感FTIR测量时的仪器响应函数进行了校正,实验结果表明：在不同的实验条件下,仪器响应函数的变化规律是不同的,它不仅和校正时所采用的绝对黑体温度有关,而且和校正中仪器接收到的信号大小有直接关系。因此,在被动式测量时,要密切注意发射源温度以及发射源发射信号大小,以便获得最佳仪器响应函数校正结果。     

用高斯函数积分计算发光二极管(LED)的光视效能、功率效率和量子效率的方法

半导体发光二极管发出的光谱能量分布曲线和视见函数可以近似地表示成适当参数的高斯函数。在测出LED总光通的情况下,我们可以积分算出LED的光视效能、功率效率和量子效率。对GaP,GaAs_0.62P_0.38和Ga_0.68Al_0.32As三种LED进行了计算,其结果与直接求面积法所得数据比较,表明两者符合较好。 关键词：     

超高速碰撞2A12铝板产生的热辐射演化特征实验研究

为研究超高速碰撞2A12铝板产生的热辐射演化特征,构建了超高速碰撞产生热辐射的测量系统。采用实验测量与理论计算相结合的方法,得到了相近碰撞速度(约3 km/s)、不同弹丸入射角度(弹道与靶板平面的夹角)下的闪光辐射强度、闪光辐射温度、光谱辐射能量、辐射源面积及发光效率的演化过程。结果表明:闪光辐射强度、闪光辐射温度及光谱辐射能量均呈现急剧上升后缓慢衰减的特征,并且随着弹丸入射角度的增加而减小;在闪光辐射温度达到峰值后辐射源面积继续上升;弹丸入射角度越小发光效率越高,实验中发光效率数量级为10~(-5)。