发光二极管参数的测量和研究发光二极管(lightemissiondiodeLED)现已广泛应用于户外显示屏、交通灯、汽车灯及电子设备和工业设备指示灯等方面,因其具有体积小、功耗低、寿命长、反映速度快、适合量产等诸多优点;同时,发光二极管也符合节能、环保的绿色照明光源。目前它已进入功能性照明领域,正在逐步进入普通照明领域,以替代白炽灯和荧光灯。它是继白炽灯、荧光灯、高强度气体放电灯(HID后的第四代新光源。对其物理参数的测量和研究是具有重大的经济效益和社会意义。实验原理1.发光二极管的结构和发光原理发光二极管(LED),是电能转换成光能的能量转换装置。发光二极管的结构如图,LED的核心材料是III-V族化合物,如GaAs(砷化镓)、GaAsP(磷砷化镓)、AlGaAs(砷化铝镓)等半导体制成,其核心是P-N结,具有一般的P-N结伏安特性,即正向导通、反向截止、击穿的特性。它的发光是由半导体中的电子-空穴的复合产生的。LED是一种直接注入电流的发光器件,是半导体晶体内部受激电子从高能级回复到低能级时,发射出光子的结果。对于大量处于高能级的粒子各自分别自发发射一列一列的角频率为的光波,其中,,是半导体带隙宽度,的单位是eV,的单位是nm但各波列之间没有固定的相位关系,它们可以有不同的偏转方向,而且每个粒子所发射的光沿所有可能的方向传播,这就是通常所说的自发发射跃迁。在正向电压下,电子由N区注入P区,空穴由P区注入N区。进人对方区域的少数载流子(少子)一部分与多数载流子(多子)复合而发光。LED的光学参数测定目前人们公认的光通量测试、发光强度测试、光强分布测试、光强功率分布和色度参数测试。此外,LED的正向工作电压(一般定义注入电流20mA)、热特性参数、外部量子效率、色度等也是需要关注的。测量以上参数,基本就能够满足各方面对LED测试的基本要求。光P电极(+)N电极(-)有源层N型隔离层P型隔离层N型衬底边发射LED结构截面2.光度学的几个概念⑴光通量:辐射体发出的不同波长的光对人眼是有不同的灵敏度的。其对应的生物物理量为视见度函数,对于明视觉,若辐射体的光谱辐射通量为,其光通量的表达式为:,为辐射的光谱光效能的最大值,在明视条件下的值为6831(当),单位为流明(lm)⑵发光强度(光强I)光源在给定的方向单位立体角内发出的光通量为光源在该方向上的发光强度,单位为坎德拉(cd)⑶光照度E在被照物体表面上,单位面积内接受到的光通量称为光照度,它是表征表面被照明程度的量单位是勒克斯(lx...