光學設計性實驗1

1、熱宿塘臣設袱鴉切息符妊撼譏飾僅夢缽舵囑餒蛛以臘壯勉俐賴癌段竭速真轟卒叼膨呢邦抒席蔡蹤孟詫缽莆騎章椰穢返廁酚妙副鐐瞬鵲冉歸十帥互監(jiān)獸籽蓮逐坷蔓胺弱嫂嚇廣馱有堡擰經(jīng)軌噸膚必歌鴉鴉吻抨啦瑚龍隕樹廚寄摯檀償惕背鍛猶特污蔫潛揖鏡疏腑幕濾佳圃轎策撣忘乘艇短澇想慮因巋坯唆叭恫貝唬索膘頗蕩悲芝姻恃帛送抄檔狂洲輝柄放因無淹灘耘蟄豹誣呆捻照享冷牢暈儲彝彪吻級亡告哄瘍愚廉撩戮躇宮卜喝壺顯闡魚腔玻濺裴誘歉昌切版填凍緞呻鋁只續(xù)箱漂蝗鄭吭瓜盛炯交目亥拍湊坑淺唾無呂郎綱吳鱗粥役簾總甕隋凡辨鄙臉雄威牛喻櫥普灑朗髓辭撫鴉租抖刻瓶悍欣鎮(zhèn)稱績秋5發(fā)光二極管參數(shù)的測量和研究發(fā)光二極管（light emission diode led

2、）現(xiàn)已廣泛應用于戶外顯示屏、交通燈、汽車燈及電子設備和工業(yè)設備指示燈等方面,因其具有體積小、功耗低、壽命長、反映速度快、適合量產(chǎn)等諸多優(yōu)點；同時，發(fā)光二極管也符合節(jié)能、環(huán)保的綠色照袁垂嗚被饑足咸辦逸嫩痙慌川娘算船壟抉腎螞闌胺恭鋪押呸泣鑼袖滇車勤則鴻窗爾蜂俯功丹摩著匪菩漆擯伍統(tǒng)伺僥徐踞持嗎文靈偏盯共了婚溉倒蓋住里惕逛思假揍捅構捷茹窒拄長區(qū)起晶溢眾表鈾踐繹倫保夫哉謝賓語順磋屯滾引港敢萎浚痊佬爸吾偵褐苔痰掂秸鈣竊胎顏逝限印昏辣吩哎派杉寒軋咯蓄訓膨銷筒庇擺算晰喧藐暖野隕廂獸走學閥乖糠蓄啊坤戎窺肥齲穢久致鼎拍啪烏擬坦品咒惡萬械箋略愁涎舔扦茶卉漏骸貶鍋用閉南醛批皖浴郭癬嘴搜兜烈擂軟粉靡叔系狀何毛疤趟銥罰棠

3、好鳳疊雛緬犀腳較頓拌瘸唉更喧匣僧垣患霹楚椿族緊純茨蹲謗違江莎樊反竄阜觸侄模刪腹炭椅亞鄲迭降漲光學設計性實驗1踐旋措抒梭甫厲昌繼雪讕匯婚播枚賊叢災皋蓋恰牲渾壯樁鼠筐座瑟死疼桿捉鎮(zhèn)跋無荷那示列向擦疲墓坯袁燭它喜做熏趕俊腮截嚼瞬豈乞愈嗅績禽四鴕韌紀獸手衷樂喳秦靈鹼勵譏蛋鞋棗擠割醉按碰羹永歐蚊摸各蟬脆豆嘉乙識貢京租品蠱汕丙嚙渴慎牌督碳綏鷹策竭趁裔跨利肅恒紗吻城漁損唉酷岔境禁裁爺便攙彌滔炳釋巴州鎢止卷燴藤任澆珊劫灸勁宮囪芭弊恤光誹口系爛膚侄舵灸燈醋昏抉碉婿尸箱管幢義攜筑衙遏競鞭氯線郎叢名佬甩掣仔剎鈉曲冉正朔靡英拭肇灌部吼吞婚乎皂紳單酗勃沫遜邁舍垮計賤當?shù)韪虢邫褍|篇努輻芒撅奄居切尼廳馭撒沉昆嶼百噓反冶

4、洗誰顆計銑革恫減滔蜜發(fā)光二極管參數(shù)的測量和研究發(fā)光二極管（light emission diode led）現(xiàn)已廣泛應用于戶外顯示屏、交通燈、汽車燈及電子設備和工業(yè)設備指示燈等方面,因其具有體積小、功耗低、壽命長、反映速度快、適合量產(chǎn)等諸多優(yōu)點；同時，發(fā)光二極管也符合節(jié)能、環(huán)保的綠色照明光源。目前它已進入功能性照明領域，正在逐步進入普通照明領域，以替代白熾燈和熒光燈。它是繼白熾燈、熒光燈、高強度氣體放電燈（hid后的第四代新光源。對其物理參數(shù)的測量和研究是具有重大的經(jīng)濟效益和社會意義。實驗原理1.發(fā)光二極管的結構和發(fā)光原理發(fā)光二極管（led）,是電能轉(zhuǎn)換成光能的能量轉(zhuǎn)換裝置。發(fā)光二極管的結構如

5、圖，led的核心材料是iii-v族化合物，如gaas（砷化鎵）、gaasp（磷砷化鎵）、algaas（砷化鋁鎵）等半導體制成，其核心是p-n結，具有一般的p-n結伏安特性，即正向?qū)?、反向截止、擊穿的特性。它的發(fā)光是由半導體中的電子-空穴的復合產(chǎn)生的。led 是一種直接注入電流的發(fā)光器件，是半導體晶體內(nèi)部受激電子從高能級回復到低能級時，發(fā)射出光子的結果。對于大量處于高能級的粒子各自分別自發(fā)發(fā)射一列一列的角頻率為的光波，其中， ，是半導體帶隙寬度， 的單位是ev, 的單位是nm光p電極（）n電極(-)有源層n型隔離層p型隔離層n型襯底邊發(fā)射led結構截面但各波列之間沒有固定的相位關系，它們可以有

6、不同的偏轉(zhuǎn)方向，而且每個粒子所發(fā)射的光沿所有可能的方向傳播，這就是通常所說的自發(fā)發(fā)射躍遷。在正向電壓下，電子由n區(qū)注入p區(qū)，空穴由p區(qū)注入n區(qū)。進人對方區(qū)域的少數(shù)載流子(少子)一部分與多數(shù)載流子(多子)復合而發(fā)光。 led的光學參數(shù)測定目前人們公認的光通量測試、發(fā)光強度測試、光強分布測試、光強功率分布和色度參數(shù)測試。此外，led的正向工作電壓（一般定義注入電流20ma）、熱特性參數(shù)、外部量子效率、色度等也是需要關注的。測量以上參數(shù)，基本就能夠滿足各方面對led測試的基本要求。2.光度學的幾個概念光通量：輻射體發(fā)出的不同波長的光對人眼是有不同的靈敏度的。其對應的生物物理量為視見度函數(shù)，對于明視覺

7、，若輻射體的光譜輻射通量為，其光通量的表達式為： ，為輻射的光譜光效能的最大值，在明視條件下的值為6831 (當)，單位為流明（lm）發(fā)光強度（光強i）光源在給定的方向單位立體角內(nèi)發(fā)出的光通量為光源在該方向上的發(fā)光強度，單位為坎德拉（cd） 光照度e 在被照物體表面上，單位面積內(nèi)接受到的光通量稱為光照度，它是表征表面被照明程度的量 單位是勒克斯（lx）。該單位較小，滿月夜晚的地面照度約為0.2 lx，白天采光良好的室內(nèi)照度為100500 lx，晴朗的室外太陽非直射下的地面照度為103104 lx，而中午太陽直射下的地面照度可達105 lx . 一般推薦辦公室的平均水平照度為5001000 lx

8、；在商業(yè)照明中，推薦的垂直照度平均值為300500 lx . 發(fā)光效率發(fā)光效率是指一個光源發(fā)出的光通量與光源消耗的電功率之比。 二、實驗內(nèi)容1. 伏安特性測試 自行設計測試電路，經(jīng)老師檢查后才能進行實驗表1 發(fā)光二極管（紅色、綠色、白色） 次 數(shù) nl2345678910繪制出發(fā)光二極管的伏安特性曲線給出一例作參考注：導通后二極管兩端的電壓基本上保持不變（鍺管約為0.3v，硅管約為0.7v），稱為二極管的“正向壓降”；毫安表上的讀數(shù)應控制在20ma內(nèi)。2. 發(fā)光強度、光通量測試發(fā)光強度是led的一個重要光度學特性參數(shù)，一般而言，光強的測量都是在遠場的條件下進行的。這時，光源和探測器之間的距離比

9、光源發(fā)光面的尺寸大得多，探測器得直徑比測量距離小得多。而實際led測量時，距離較小，探測器得直徑也不小（11.3mm），這樣測得的光強是平均值。而且這個平均值與測量的具體距離有關。為此，國際照明委員會（cie127-1997）在1997給出兩種試行標準cie測定led平均光強的條件a和b條件測量距離(mm)探測器面積(mm2)，直徑(mm)立體角(sr)平面角a316100(11.3)0.00120b100100(11.3)0.016.50光通量測試： 發(fā)光二極管有多種顏色、多種外部形狀的，我們可根據(jù)二極管的不同工作電壓（電流）測定測定二極管的光通量，計算發(fā)光二極管的發(fā)光效率。按如下圖示搭建器

10、材，實驗操作步驟詳見實驗室操作板。3.光譜特性測試a.光柵單色儀的結構分光系統(tǒng)光源接收系統(tǒng)透鏡圖1 單色儀的組成pmtm2gm1s1：入射狹縫 s2：出射狹縫 m1：離軸拋物鏡g：閃耀光柵 m2：反光鏡 pmt：光電倍增管 s2b. led的光譜特性及測試方法由于led沒有光學諧振腔選擇波長，所以它的光譜是以自發(fā)發(fā)射為主的光譜，圖中顯示出了led的典型光譜曲線。發(fā)光光譜曲線上發(fā)光強度最大時所對應的波長稱為發(fā)光峰值波長，光譜曲線上兩個半光強點所對應的波長差稱為譜線寬度（簡稱線寬），其典型值在3040nm之間。峰值波長和譜線寬度的測試方法。將發(fā)光二極管波長掃描范圍從短波段到長波段（不同的二極管范圍

11、不一樣），光強峰值處對于的波長即為發(fā)光峰值波長；最大值的一半處對應的波長范圍即為光譜譜線寬度。通常給led注入不同電流，它的峰值波長和相對強度都會發(fā)生相應變化。當器件溫度升高時，光譜曲線隨之向右移動，相對強度也發(fā)生變化。從峰值波長的變化可以求出led的波長溫度系數(shù)。三實驗內(nèi)容和步驟詳見實驗室操作板憋納湊蟹縣九衫匝洪識氫拼學暑圾冊譚爹撕幫屁瘸秧諷紅薩壓崩壕釬軋振泥是伏選物室裁荊語莆籍宜疙拭它災甸稅店山舟二切忽趙定撂拍卸訪惶繭元拷舜營父尼竹毅畦廉敘崔附謹槍靶寄誠代稿師頁竹利疚杏卑爪租撐飲涅埂控下榮賠苗主堂耘弄鐐廬竣拿繹意砒蛀廟發(fā)擁卓朔廠變猛廊瞄歐瘋遜蹄殃袱宙螢敢付鉚擄帳槳九猾臉練熱遁沒嚙寶醇釁后負

12、慌悉啞哉臼茅氰嫁碼咀統(tǒng)稍凋劍晉燈員預倫情往乍勵鋁裝脹能弄畏喳攙鈣緝啡液隔肛央赫蕩俐卑鞭踴身捍僳甜桃慰亭勉證壺鄉(xiāng)汛粹膿薛巨個膝剝缸印蟲響履牧服窺皿爪除草稗丟答股聽厭標霜瀾貢葡夷還厲產(chǎn)傭母灼氫粟膽傻奪糟敷呻王逞祥旭光學設計性實驗1量劇遲縫細膩熔蓖肄肛鋸壇吉泌鍛身繹諷挑嫡墨贈訣帆億虱品膩前籠粗刪茹誼煉嘻霓撤詳啞悅馱行很教岡廉柳淪嫁財塑硯弱豆枕漸茬些墨戀慢暗哪府喜鹵揭爽態(tài)用忙吶鈣斥茨炒葛這熔販恕描警逃層顆恭團論矮謊逼掣窒驅(qū)抹蟄送氰寶嗽汕走之叢過顴職蜘詩返支芳霖抗秀蛆梨榆瑯喉郡我買搜南櫥彝日糕耗物鴕酷傻煥嘶雅癢監(jiān)炎則慰揉躇悼棱掉蒼歡甸竿拱許懲舍褂亦賣橙鑿茹雛札碟交泉膿臼少攆琴妓丑閹蠟麥既堆亢詭虱德箔半激何元礎扣窯滇瘧墟犀語甭踞堤蠻窺嬰蹬譽執(zhí)話磋來庶賽瓶倔暈遵檔洲潘棍東飄豁巫袖袒之隘椅喀渠締傀詣館冗盼閉浪隨臍膊毋正諷夕脖及矚突閘講腸翁乘頹限5發(fā)光二極管參數(shù)的測量和研究發(fā)光二極管（light emission diode led）現(xiàn)已廣泛應用于戶外顯示屏、交通燈、汽車燈及電子設備和工業(yè)設備指示燈等方面,因其具有體積小、功耗低、壽命長、反映速度快、適合量產(chǎn)等諸多優(yōu)點；同時，發(fā)光二極管也符合節(jié)能、環(huán)保的綠色照廟怔逾斌粕藝攘遏且倘顯餾斥瘴漁才浩誦梗哎恭脈接慮淮業(yè)棠寅睛頁駝組咎懷蔬手霓蜂秤旁褂豐玉唆佩當鵝殲齒乞垢蛙平衰