LED基礎(chǔ)知識(shí)課件

2021/6/41一、術(shù)語(yǔ)和定義

2021/6/421.1發(fā)光二極管LED除半導(dǎo)體激光器外，當(dāng)電流激勵(lì)時(shí)能發(fā)射光學(xué)輻射的半導(dǎo)體二極管。嚴(yán)格地講，術(shù)語(yǔ)LED應(yīng)該僅應(yīng)用于發(fā)射可見光的二極管；發(fā)射近紅外輻射的二極管叫紅外發(fā)光二極管（IRED,InfraredEmittingDiode）；發(fā)射峰值波長(zhǎng)在可見光短波限附近，由部份紫外輻射的二極管稱為紫外發(fā)光二極管；但是習(xí)慣上把上述三種半導(dǎo)體二極管統(tǒng)稱為發(fā)光二極管。2021/6/431.2光軸Opticalaxis最大發(fā)光（或輻射）強(qiáng)度方向中心線。

2021/6/441.3）正向電壓VFForwardvoltage

通過(guò)發(fā)光二極管的正向電流為確定值時(shí)，在兩極間產(chǎn)生的電壓降。1.4）反向電流IRReversecurrent加在發(fā)光二極管兩端的反向電壓為確定值時(shí)，流過(guò)發(fā)光二極管的電流。

2021/6/451.5反向電壓VRReversevoltage

被測(cè)LED器件通過(guò)的反向電流為確定值時(shí)，在兩極間所產(chǎn)生的電壓降。1.6光通量ΦvLuminousflux

通過(guò)發(fā)光二極管的正向電流為規(guī)定值時(shí)，器件光學(xué)窗口發(fā)射的光通量。1.7輻射功率ΦeRadiantpower

通過(guò)發(fā)光二極管的正向電流為規(guī)定值時(shí)，器件光學(xué)窗口發(fā)射的輻射功率。1.8發(fā)光（或輻射）強(qiáng)度IvLuminous（orRadiant）intensity

光源在單位立體角內(nèi)發(fā)射的光（或輻射）通量，可表示為Iv=dΦ/dΩ。2021/6/461.9發(fā)光（或輻射）強(qiáng)度IvLuminous（orRadiant）intensity

光源在單位立體角內(nèi)發(fā)射的光（或輻射）通量，可表示為Iv=dΦ/dΩ。1.10半強(qiáng)度角θ1/2Half-intensityangle

在發(fā)光（或輻射）強(qiáng)度分布圖形中，發(fā)光（或輻射）強(qiáng)度大于最大強(qiáng)度一半構(gòu)成的角度（見圖2）。

2021/6/471.11光譜特性

1.11.1峰值發(fā)射波長(zhǎng)λpPeak-emissionwavelength

光譜輻射功率最大的波長(zhǎng)。

1.11.2光譜輻射帶寬ΔλSpectralradiationbandwith

光譜輻射功率大于等于最大值一半的波長(zhǎng)間隔。

2021/6/48二、led的測(cè)試2021/6/49

2021/6/4102021/6/411點(diǎn)測(cè)機(jī)按鍵說(shuō)明LOAD使Chuck到Load的位置方便上下晶片VACCUM控制真空CENTER由Load的位置到CCD位置，或可往返CCD與點(diǎn)測(cè)中心相對(duì)位置C.SET(Chuckset)CCD聚焦高度或針點(diǎn)高度THETA+位置轉(zhuǎn)盤調(diào)整Chuck角度使晶片平行THETA+2.PT2點(diǎn)定一直線，找到晶片一切割道設(shè)A點(diǎn)用搖桿移動(dòng)晶片并在同一切割道設(shè)B點(diǎn)按SETChuck會(huì)自動(dòng)調(diào)整角度C.U/D(Chuckupanddown)Chuck從Base上升到Contact位置使晶片與針接觸C.U/D+C.ADJ+位置轉(zhuǎn)盤調(diào)整Chuck高度每格10um順時(shí)針上升逆時(shí)針下降START開始測(cè)試CHECK暫停ABORT取消INDEX步進(jìn)2021/6/412三、光學(xué)基本知識(shí)2021/6/413一、光是什么人們對(duì)事物的本質(zhì)和規(guī)律的認(rèn)識(shí)，都是從認(rèn)識(shí)其現(xiàn)象開始的。

首先人們認(rèn)識(shí)到光是一種自然現(xiàn)象，即我們注意到不同物體有不同顏色、亮度。人眼所見的物體要么本身發(fā)光，要么反射來(lái)自其它地方的光。除此之外，光還能使物體發(fā)熱，即光具有能量。人類對(duì)光的研究，最初主要是試圖回答“人怎么能看見周圍的物體？”之類問(wèn)題。為了解釋這些現(xiàn)象，人們通過(guò)大量觀察、實(shí)驗(yàn)來(lái)證實(shí)自己的推測(cè)，約在公元前400多年(先秦時(shí)代)，中國(guó)的《墨經(jīng)》中記錄了世界上最早的光學(xué)知識(shí)。它有八條關(guān)于光學(xué)的記載，敘述影的定義和生成，光的直線傳播性和針孔成像，并且以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)奈淖钟懻摿嗽谄矫骁R、凹球面鏡和凸球面鏡物和像的關(guān)系.在不斷積累的基礎(chǔ)上逐漸形成了對(duì)光學(xué)的研究。

光的現(xiàn)象(投影)

光的現(xiàn)象(小孔成像)2021/6/414光學(xué)的基本概念光學(xué)是研究光的傳播以及它和物質(zhì)相互作用問(wèn)題的學(xué)科狹義來(lái)說(shuō)，光學(xué)是關(guān)于光和視見的科學(xué)，optics(光學(xué))這個(gè)詞，早期只用于跟眼睛和視見相聯(lián)系的事物。而今天，常說(shuō)的光學(xué)是廣義的，是研究從微波、紅外線、可見光、紫外線直到X射線的寬廣波段范圍內(nèi)的，關(guān)于電磁輻射的發(fā)生、傳播、接收和顯示，以及跟物質(zhì)相互作用的科學(xué)。

光學(xué)是物理學(xué)的一個(gè)重要組成部分，也是與其他應(yīng)用技術(shù)緊密相關(guān)的學(xué)科。任何一門物理學(xué)科，都必須解決研究對(duì)象的兩個(gè)問(wèn)題：是什么？怎么樣？研究光的本質(zhì)，必須從其現(xiàn)象開始，而其現(xiàn)象，則表現(xiàn)在光與不同材質(zhì)、不同尺度的物體相互作用時(shí)，表現(xiàn)出不同的特性。因而，在不同的研究階段，人們對(duì)光的認(rèn)識(shí)也是不同的。

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光學(xué)發(fā)展的歷史光學(xué)是一門有悠久歷史的學(xué)科，它的發(fā)展史可追溯到自《墨經(jīng)》開始2000多年前。公元11世紀(jì)阿拉伯人伊本·海賽木發(fā)明透鏡。17世紀(jì)上半葉，斯涅耳和笛卡爾將光的反射和折射的觀察結(jié)果，歸結(jié)為今天大家所慣用的反射定律和折射定律。1665年，牛頓進(jìn)行太陽(yáng)光的實(shí)驗(yàn)，它把太陽(yáng)光分解成各種顏色

同時(shí)，根據(jù)光的直線傳播性，他認(rèn)為光是一種微粒流。微粒從光源飛出來(lái)，在均勻媒質(zhì)內(nèi)遵從力學(xué)定律作等速直線運(yùn)動(dòng)。牛頓用這種觀點(diǎn)對(duì)折射和反射現(xiàn)象作了解釋。

惠更斯是光的微粒說(shuō)的反對(duì)者，他創(chuàng)立了光的波動(dòng)說(shuō)。提出“光同聲一樣，是以球形波面?zhèn)鞑サ摹?。?8世紀(jì)，光的微粒流理論和光的波動(dòng)理論都被粗略地提了出來(lái)，但都不很完整。在20世紀(jì)初，人們一方面從光的干涉、衍射、偏振以及運(yùn)動(dòng)物體的光學(xué)現(xiàn)象確證了光是電磁波；而另一方面又從熱輻射、光電效應(yīng)、光壓以及光的化學(xué)作用等無(wú)可懷疑地證明了光的量子性——微粒性。人們?cè)谏钊肴胙芯课⒂^世界后，才認(rèn)識(shí)到光具有波粒二象性，愛(ài)因斯坦是其中的代表性人物。2021/6/416

光的本質(zhì)和特性光是電磁波中的可見光部分光具有波粒二象性光在勻質(zhì)物體中沿直線傳播，其振動(dòng)方向與傳播方向垂直，在空氣中光的傳播速度約為30萬(wàn)公里每秒光波的兩個(gè)相鄰波峰或波谷間的距離為波長(zhǎng)，其單位是納米(1m=103mm=106um=109nm=1010埃)可見光波長(zhǎng)范圍從390nm的紫色光到770nm的紅色光2021/6/417電磁波譜線頻率v

與波長(zhǎng)l

的關(guān)系:----真空中的光速可見光譜2021/6/418光具有波粒二象性光的反射與折射(微粒性)反射折射2021/6/419光的干涉與衍射(波動(dòng)性)光具有波粒二象性2021/6/420波動(dòng)性 粒子性光具有波粒二象性2021/6/421

光學(xué)研究分類我們通常把光學(xué)分成幾何光學(xué)、物理光學(xué)、量子光學(xué)及現(xiàn)代光學(xué)：一、幾何光學(xué)：以光的直線傳播規(guī)律為基礎(chǔ)，主要研究各種成像光學(xué)儀器的理論。二、物理光學(xué)：研究光的電磁理論和傳播規(guī)律，特別是干涉、衍射、偏振的理論和應(yīng)用。所以也稱為波動(dòng)光學(xué)。三、量子光學(xué)：以光的量子理論為基礎(chǔ)，研究光與物質(zhì)相互作用的規(guī)律，如光電效應(yīng)的研究。四、現(xiàn)代光學(xué)：以激光問(wèn)世為標(biāo)志，與許多科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域緊密結(jié)合，派生了許多新的分支學(xué)科。2021/6/422幾何光學(xué)的基本定律

1、光的直線傳播定律２、光的反射定律３、光的折射定律

4、光的可逆性2021/6/423幾何光學(xué)基本定律

1）.光的直線傳播(rectilinearpropagation)定律:

光在均勻媒質(zhì)中沿直線傳播?，F(xiàn)象：

(1)投影(shadow);

(2)針孔成像(pinholeimaging)2021/6/424幾何光學(xué)基本定律2）

光的反射(reflection)定律

定律：光在遇到物體時(shí)會(huì)反射,反射角等于入射角.

應(yīng)用舉例:鏡子、潛望鏡

2021/6/425反射定律的討論：

反射角只決定于入射角，與波長(zhǎng)及媒質(zhì)無(wú)關(guān)反射面可以是任意形狀，光滑或粗糙；反射的應(yīng)用----反射棱鏡；角錐棱鏡(Cornerprism):反向作用2021/6/426后反射直角棱鏡光線進(jìn)入棱鏡,依次經(jīng)三直角面反射后,出射光線與入射光線反向平行

后反射鏡又稱四面直角體,空間一定范圍的光線,依次經(jīng)三個(gè)相互垂直的平面反射后,出射光線的方向與入射光線的方向相反.這種棱鏡在激光諧振腔中可以代替高反射介質(zhì)鏡;在激光測(cè)距中把它當(dāng)作被測(cè)目標(biāo)的反射器,不僅減少能量損失,而且減少了瞄準(zhǔn)調(diào)整的困難;在高速公路上,這樣的四面體常用來(lái)作“無(wú)源路燈”.2021/6/427五角棱鏡直角棱鏡：對(duì)著光看，反射后圖像上下方位對(duì)調(diào)2021/6/428五脊棱鏡波羅棱鏡使像轉(zhuǎn)過(guò)900

借助光在棱鏡中的全反射，改變光進(jìn)行的方向.棱鏡被廣泛應(yīng)用在各種光學(xué)儀器中和各種實(shí)驗(yàn)光路中.由于全反射時(shí)光能量能完全返回原介質(zhì),所以它比鍍鋁或鍍其他介質(zhì)膜的反射鏡更優(yōu)越,后者的反射面上對(duì)光能量有一定的吸收.2021/6/42990０450組合波羅棱鏡，望遠(yuǎn)鏡正像系統(tǒng),使像面旋轉(zhuǎn)1800下頁(yè)上頁(yè)2021/6/430Dove棱鏡----(圖像上下方位對(duì)調(diào))2021/6/4313）

光的折射(refraction)定律兩種媒質(zhì)n1和n2，入射光線從媒質(zhì)1射到分界面上。

n1n2i1i1’i2入射面：由入射光線與法線構(gòu)成的平面定律：1）反射線和折射線在入射面內(nèi)

2）

（Snell'slaw）；

折射.swf幾何光學(xué)基本定律

2021/6/432折射定律的討論：

光密媒質(zhì)（densermedium）--折射率大的媒質(zhì)；

光疏媒質(zhì)（rarermedium）--折射率小的媒質(zhì)；定義：（1）光從光疏進(jìn)入光密時(shí)：由n1n2i1i22021/6/433(2)光從光密進(jìn)入光疏時(shí)：n1n2i1i2時(shí),----臨界角（criticalangle）當(dāng)i1>臨界角ic時(shí)，發(fā)生全內(nèi)反射（totalinternalreflection）2021/6/434(3)全反射的應(yīng)用—全反射棱鏡和光纖（opticalfiber）n半徑包裹層n1n22021/6/435棱鏡與色散（Dispersion）

介質(zhì)的折射率:

不同顏色（波長(zhǎng)）的光在介質(zhì)中的傳播速度v不同因?yàn)椴煌ㄩL(zhǎng)光的折射率不同

色散一束白光入射時(shí)，不同波長(zhǎng)的折射角不同折射定律的討論：

2021/6/436折射定律的討論:

平行的日光光束經(jīng)三棱棱折射后，因?qū)ΣＡд凵渎什煌稚⒊杉t、橙、

黃、綠、青、藍(lán)、紫等七色光的現(xiàn)象稱光之色散。

紅光經(jīng)棱鏡，偏向最小,其折射率亦小，紫光最大，折射率亦大。棱鏡與色散（Dispersion）

牛頓的色散實(shí)驗(yàn)2021/6/437折射定律的討論:自然界的色散現(xiàn)象彩虹2021/6/438光的顏色

1、光是由7種顏色的波組成的2021/6/439

光的顏色

1、人眼的視覺(jué)解析（三原色）在前面的內(nèi)容中，我們已經(jīng)了解到色彩其實(shí)是由可見光波波長(zhǎng)和頻率，而人的眼睛之所以對(duì)色彩有反應(yīng)？通過(guò)醫(yī)學(xué)解剖發(fā)現(xiàn)，人的眼睛視網(wǎng)膜是由兩種不同的細(xì)胞所組成：『柱狀-ROD』細(xì)胞負(fù)責(zé)感光，『錐狀–cone』細(xì)胞負(fù)責(zé)感色。其中錐狀細(xì)胞有3種不同受體，即對(duì)紅色（R）、綠色（G）和藍(lán)(B）色敏感。后來(lái)，這三色被定義為三原色。2021/6/440光的顏色

1、人眼的視覺(jué)解析（三原色）視網(wǎng)膜細(xì)胞結(jié)構(gòu)2021/6/441光的顏色

顏色的表示方法（色度圖）１、色調(diào)２、飽和度３、明亮度2021/6/442『色溫』的概念，由19世級(jí)英國(guó)物理學(xué)家威廉·湯姆遜·凱爾文（WilliamThomsonBaronKelvin1824-1907）制定，方法為量測(cè)一黑體（如低溫鐵塊）不斷升溫后所呈現(xiàn)出的顏色。此一概念的想法是熱量（能量）以『光』的形式釋放出來(lái)時(shí)，不同溫度高低將形成不同的顏色。凱氏經(jīng)過(guò)不斷的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，光源顏色確實(shí)與該黑體所受之溫度是對(duì)應(yīng)的，因此色溫亦以凱爾文(K)為單位表示絕對(duì)溫度高低。例子:在打鐵的過(guò)程中，黑色的鐵在火爐中逐漸變成紅色，或者火焰隨著溫度升高而變成『青藍(lán)色』（此所謂：爐火純青）。色溫的應(yīng)用在日常生活中是很廣泛的，如日光燈與鎢絲燈照明顏色不同，在攝影及顯微攝影中，色溫也是需要經(jīng)常需要了解和注意的概念。光的顏色色溫

2021/6/4434）

光的可逆性在反射和入射定律中，光線如果沿反射和折射方向反向入射時(shí)，則相應(yīng)的反射和折射光將沿原來(lái)的入射光的方向逆向返回,既光路是可逆的。

幾何光學(xué)基本定律

OO2021/6/444透鏡成像原理凸透鏡和凹透鏡中間比邊緣后的透鏡稱為凸透鏡，凸透鏡對(duì)光線有匯聚作用。

中間比邊緣薄的透鏡稱為凹透鏡，凹透鏡對(duì)光線有發(fā)散作用。2021/6/445透鏡成像原理凸透鏡和凹透鏡凸透鏡（會(huì)聚光）凹透鏡（發(fā)散光）2021/6/446透鏡成像原理實(shí)像和虛象當(dāng)物體與透鏡的距離大于焦距時(shí)，物體成倒立的像，這個(gè)像射向凸透鏡的光經(jīng)過(guò)凸透鏡會(huì)聚而成的，是實(shí)際光線的會(huì)聚點(diǎn)，能用光屏承接，是實(shí)像。如投影。當(dāng)物體與透鏡的距離小于焦距時(shí)，物體成正立的虛像（不能