基色LED的光谱漂移及其对显色性能影响的研究

发光二极管(LED)因其低功耗、低成本而被广泛应用于大型文字、图形和图像的显示,通过调节红、绿、蓝LED发光的亮度可产生不同显色指数的彩色图像像素。但是LED发光光谱会随环境温度的变化产生漂移,从而对显色性能产生影响。用驱动电流的变化模拟环境温度的变化对三基色LED的光谱漂移进行了测试,分别得到了三基色的漂移特性,提出了单色LED光谱漂移方程及三基色光谱漂移方程组。通过研究不同驱动电流下基色LED的光谱漂移,得到了相应的光谱漂移率。通过分析人眼对颜色宽容量的大小,以及基色LED的最大漂移波长,得到了只有红色LED的色差会影响显示屏显色性能的结论。该研究为彩色LED工程实践中反馈控制消除由基色漂移造成的显色色差提供了一定的理论依据和实验支持。     

基于LabVIEW的LED三维特性检测的研制

为了解决传统配光曲线只能反映LED发光二维特性、立体感太差及不便于人为观察比较的难题,提出一种新的基于高级图像编程语言(LabVIEW)的LED三维特性(光强空间分布)快速检测方法。在传统光强空间分布检测方法的基础上,采用多路光度探测单元同步测试,可在0.2s内一次性由31个探测单元同步测得LED光源的二维光强空间分布（配光曲线）。通过增加旋转机构转动待测LED样品,依次测得i(i=180°/α)条配光曲线。最后由自研软件将i条配光曲线进行数据汇总处理,便可得到LED光源的光强空间分布的三维立体图。该检测方法具有速度快、精度高、信息量大等优点,并且具有实时性和直观性。     

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。     

白光LED荧光粉层的光学设计及研究

荧光粉粒子浓度的优化设计是改善白光LED颜色品质和流明效率的重要手段。通过光学仿真方法可以分析荧光粉层不同粒子浓度对LED光强分布和色度均匀性的影响。仿真结果表明,随着荧光粉粒子浓度的增加,荧光粉层对蓝光的散射和吸收增强,LED的流明效率增大,光强分布逐渐变均匀,光斑的色度由蓝光逐渐向白光转变。当荧光粉的粒子浓度为105/mm3时,LED的光强分布最均匀,接近朗伯余弦分布。此时,LED光斑的色度坐标接近等能白光源,色度均匀性的空间分布较好。     

低对称性非线性光学晶体硼酸铋(BIBO)的1064nm三倍频性质

采用高温溶液法成功生长出高光学质量的硼酸铋 (BIBO)晶体 ,尺寸达到 2 4mm× 19mm× 35mm ,质量为4 8g。对BIBO晶体进行了定向 ,并测量了该晶体的主轴折射率。讨论了BIBO晶体的 10 6 4nm三倍频性质 ,包括相位匹配角、有效非线性光学系数deff、容限角、走离角等。结果表明 ,BIBO晶体的最佳三倍频方向为 (137.7°,130°) ,其有效非线性光学系数值达到 3.6 0 pm/V ,属I类相位匹配。就主平面内的相位匹配方向而言 ,(14 6 .4°,90°)具有最大的有效非线性光学系数值 ,为 3.16pm/V。在 10 6 4nm的腔外三倍频实验中 ,(14 6 .4° ,90°)BIBO晶体的转换效率达到 39.5 % ,角度容限半宽为 0 .2 2mrad·cm ,该数值与 0 .175mrad·cm的计算值基本符合。由于(33.6°,90°)BIBO晶体的有效非线性光学系数较小 (0 .31pm/V) ,其三倍频转换效率小于 5 %。     

用单光纤光栅实现扭转与温度的双参量传感测量

采用一种新颖的扭梁设计结构 ,利用单光纤光栅成功地实现了扭转 (扭转角或扭矩 )与温度的双参量同时测量。该方法能够有效地解决扭转角与温度的交叉敏感问题 ,且光纤光栅波长的变化对扭转角、扭矩及扭应力 (力臂一定时 )均呈线性关系。在 - 40°～ +32°范围内 ,扭转角、扭矩和温度的传感灵敏度分别达到 0 .19nm (°)、3.2 9nm Nm和 0 .0 3nm ℃ ,波长线性调谐范围可达 14.2 0nm。     

LED广色域投影显示系统实时色域校准的研究

针对LED广色域投影显示系统中色域过大带来颜色失真的问题,在时序工作方式中,采用在一个基色光工作时,同时加入一定比例的其他基色光作为辅助光,将该基色光的色品坐标移到所需位置的色域校准方法。另外,为了避免LED一致性差异和环境温度变化及工作时间对LED主波长和色品坐标造成的影响,提出利用一组XYZ色度传感器实时测量并反馈三基色LED色品坐标的方法。该方法通过对色域校准算法编程实现实时色域校准,达到了正确显示颜色的目的。     

基于LED的色度学实验研究

作为环保、节能、可智能控制的新型光源,发光二极管（LED）广泛应用于人们的现代生活、生产中,更有望替代传统的照明光源。以三基色LED为光源,制作了三路独立可调恒流电源,通过调节三基色光的不同配比实现加法混色,研究设计了加法混色的色度学实验,既可以直接观察混色后的实验现象,又能通过测量光谱数据得到色度参数。LED光源环保...     

传统白光LED与远程荧光粉白光LED的发光性能比较

研究了传统白光LED与蓝光激发的球冠形远程荧光粉白光LED在不同电流、不同热沉温度下的发光性能,并对其机理差异展开了探讨。实验结果表明:随热沉温度和驱动电流的上升,传统白光LED的量子效率和电光转换效率急剧下降,并导致其Y/B比(Yellow/Blue Ratio)下降,相关色温上升。而在远程荧光粉白光LED中,其量子效率、光转换效率和相关色温在相同实验条件下变化幅度都较小。由光强空间分布和Y/B比空间分布可知,远程荧光粉白光LED的光强分布呈类似蝠翼分布,且Y/B比空间均匀性远大于传统白光LED。     

空间光强自动测试装置的研究

通过对灯具空间光强测试方法的研究，提出了一种空间光强测试新方法。建立了灯具空间光强自动对中的数据模型，介绍了空间光强自动测试装置的组成和测试原理。借助二维扫描系统和专用测试软件绘制出空间光强的三维图形，从而可快速求出灯具x和y轴的光强分布曲线以及发散角，故而可获得所需的测试信息，并可通过全过程测试得到更加丰富的测试信息及测试报告。最后给出将一投影灯置于离探测器5m处的测试结果，按文中所述测试原理测得的峰值光强为2634.4cd，发散角为15.25°。     

彩色变焦照明系统设计

针对基于RGB混色技术在小角度、近距离空间内较难实现彩色LED,且有关彩色变焦照明相关文献也较少的问题,设计了一款彩色变焦照明系统。系统主要由LED光源、TIR透镜、微结构透镜组成,可在650mm处实现良好混色照明,变焦范围为4.2°~9.1°(半光强角),且变焦照明过程中,在光强下降为20%的角度内能量利用率达85%以上,半光强角内的能量利用率始终在75%以上,满足设计要求。     

A white-lighting LED system with a highly efficient thin luminous film

In this work, a highly effective white light-emitting diode (LED) system is realized by a combination of an LED and a photonic crystal (PC-) structured luminous film. The emission intensity of the PC-structured luminous film emission is enhanced by a factor of ca. 10.6 compared with that of the planar film. The light from the system can give rise to an intense white emission with CIE coordinates (0.33, 0.38). The total emission intensity is over twice greater than that of the usual LED system. Additionally, the emission of the PC-structured films can be switched flexibly. The strategy proposes an efficient and facile method for high excitation and extraction of the luminous film, and it shows great potential for a bright white lighting with excellent colour matching.     

Effect of size quantization of the reflection coefficient of an electron beam incident on a thin heteroepitaxial film

The effect of size quantization of the reflection coefficient of electrons incident on a thin single-crystal film located on a substrate has been theoretically predicted. Two methods for observing this effect experimentally are proposed. In the first method, the variation in the intensity of the beam of specularly reflected electrons can be measured by varying the small glancing angle α of the electron beam with a particle energy on the order of 10 keV. In the second method, intensity oscillations of the diffracted beam as a function of the variation in the reflection angle β are measured in the case of a small fixed glancing angle α (on the order of 1°–3°). Thus, the second variant corresponds to studying the intensity distribution along streaks (reflexes) in the case of electron diffraction on a smooth surface. In the second case, the appearance of elastically scattered electrons along the streaks between diffraction reflexes is predicted. Their number (the beam intensity) varies periodically as a function of the angle β.     

大型多色半导体发光显示屏幕

研制成总发光象素为122880个的多色半导体发光显示屏.探讨了发光象元结构对出光效率和光强角分布的影响及第三色控制问题.描述了采用三级计算机系统控制屏幕显示的硬件和软件特点.     

基于LED照明与弱光收集的节能车灯双向二次配光设计

为进一步利用太阳能,提出了“双向”利用光线的LED车灯设计新理念。运用光路可逆原理与边缘光线原理,构造矩形复合抛物面,对LED车灯进行“双向”二次配光设计。计算了远光灯矩形复合抛物面反光杯所需的最大出光半角、理论长度,借助tracepro软件,模拟研究了该矩形复合抛物面结构的最高光通量、平均光通量、光通量利用率随长度的变化关系,进一步截取较理论长度综合光学性能更好的反光器应用长度L=130 mm,并在此长度下,模拟了该LED远光灯照度分布情况与弱光收集情况。该类型车灯的LED照明与弱光收集互为补充,双向提高了LED车灯空间重复利用率。在照明方面,该灯能够满足现行标准GB25991-2010的要求,相同照度下,照明范围更大;相同照明范围内,照度更高;在弱光收集方面,是对当前太阳能汽车非聚光模式收集太阳能的补充。     

微型曲面发光二极管阵列照度一致性研究

为提高微型曲面发光二极管(LED)阵列在显示及照明使用方面的舒适度,针对微型曲面LED阵列照度分布的均匀性问题进行研究.采用TracePro光线追迹法分别计算了柱面显示阵列及球面照明阵列的照度分布.计算结果表明,曲面弯曲半径R和光源辐射参数m是影响柱面阵列照度分布的主要因素.通过合理排布阵列像素单元位置,可以增强器件显示均匀度,提高能量利用效率.10×10柱面LED阵列最大平坦化照度均匀度为90.5%.对球面环形阵列照度分布计算结果表明,单环形LED阵列照度均匀性与像素数量无关.影响球面多环LED阵列照度分布的参数主要包括环线分布系数K、环法线与第一环阵列光源法线夹角(?)_0及各环线像素光通量之比φ.以双环LED阵列为模型进行计算,获得最大平坦化照度均匀度为94.8%.调整球面多环阵列位置参数可实现不同照度分布模式.实验对比了微型LED像素单元夹角θ分别为13°,15°和17°时的照度分布,实验结果与理论计算较为一致.本文取得的理论与实验结果可以为微型曲面LED显示及多模式智能照明设计提供参考.     

用配光曲线作判据选择LED标准管

鉴于LED标准管具有量值传递方便进而统一量值的优点,指出作为标准管不仅要保证赋值的准确性和其量值保持长期稳定性,选择LED标准管要求其配光曲线要好,即接近朗伯发光体。介绍了配光曲线的概念及为得到配光曲线而使用的分布光度计;列举了可供选择的3种类型的电光源和选择LED标准管时接触到的10种典型配光曲线以及3种错误的配光曲线,在此基础上明确了选择LED发光质量好的白光管作为标准管的理由。     

An in vitro thermal analysis during different light-activated hydrogen peroxide bleaching

This study measured the critical temperature reaching time and also the variation of temperature in the surface of the cervical region and within the pulp chamber of human teeth submitted to dental bleaching using 35% hydrogen peroxide gel activated by three different light sources. The samples were randomly divided into 3 groups (n = 15), according to the catalyst light source: Halogen Light (HL), High Intensity Diode Laser (DL), and Light Emmited Diode (LED). The results of temperature variation were submitted to the analysis of variance and Tukey test with p < 0.05. The temperature increase (mean value and standard deviation) inside the pulp chamber for the HL group was 6.8 ± 2.8°C; for the DL group was 15.3 ± 8.8°C; and for the LED group was 1.9 ± 1.0°C for. The temperature variation (mean value and standard deviation) on the tooth surface, for the group irradiated with HL was 9.1 ± 2.2°C; for the group irradiated with DL were 25.7 ± 18.9°C; and for the group irradiated with LED were 2.6 ± 1.4°C. The mean temperature increase values were significantly higher for the group irradiated with DL when compared with groups irradiated with HL and LED (p < 0.05). When applying the inferior limits of the interval of confidence of 95%, an application time of 38.7 s was found for HL group, and 4.4 s for DL group. The LED group did not achieve the critical temperatures for pulp or the periodontal, even when irradiated for 360 s. The HL and DL light sources may be used for dental bleaching for a short period of time. The LED source did not heat the target tissues significantly within the parameters used in this study.     

用图像数字化处理技术测试LED的光参数

由于LED的光比较微弱、体积小,所以在用常规的方法进行测试和使用较大的传感器时,容易产生较大的误差。为此,利用图像数字化处理技术及相应的装置对LED的配光曲线和光通量进行了测试,并介绍了它的基本原理和方法。