LED光源是什么光源？LED光源是一種固態(tài)的半導(dǎo)體冷光源，具有壽命長(zhǎng)、節(jié)能環(huán)保、微型化等顯著優(yōu)點(diǎn)，已被廣泛應(yīng)用于照明、背光源及顯示屏領(lǐng)域，是目前市面上一種主流的節(jié)能光源。那么，LED光源有哪些光學(xué)參數(shù)？本文對(duì)LED光源的特點(diǎn)及其主要光學(xué)參數(shù)作了介紹，對(duì)LED光源知識(shí)感興趣的朋友可以了解一下！

LED光源是什么光源？

LED是英文Light Emitting Diode（發(fā)光二極管）的縮寫，是一種固態(tài)的半導(dǎo)體冷光源，它是利用半導(dǎo)體化合物材料制成PN結(jié)的光電器件，其發(fā)光原理是：當(dāng)PN結(jié)內(nèi)的電子與空穴復(fù)合時(shí)，電子由高能級(jí)躍遷到低能級(jí)，電子將多余的能量以發(fā)射光子（電磁波）的形式釋放出來(lái)，產(chǎn)生電致發(fā)光現(xiàn)象。與傳統(tǒng)照明技術(shù)相比，LED的最大區(qū)別是結(jié)構(gòu)和材料的不同，它由能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化為可見(jiàn)光的半導(dǎo)體材料構(gòu)成，上下兩層裝有電極，中間是導(dǎo)電材料，就像一塊漢堡包，可以發(fā)光的導(dǎo)電材料是夾層中的“肉餅”。這種新型的固態(tài)照明必將帶來(lái)人類照明領(lǐng)域的第三次革命。LED光源具有以下特點(diǎn)：

1.發(fā)光效率高，節(jié)能效果好。

2.白光光譜質(zhì)量好，光譜中沒(méi)有紫外線和紅外線，屬健康光源。

3.壽命長(zhǎng)：光通量衰減到70%的理論壽命達(dá)5萬(wàn)～10萬(wàn)h。

4.響應(yīng)時(shí)間短，適合于頻繁開(kāi)關(guān)以及高頻運(yùn)作的場(chǎng)合。

5.綠色環(huán)保，LED組成材料里無(wú)有害和污染環(huán)境成分。

6.控制靈活，易于調(diào)光，可以實(shí)現(xiàn)多種彩色效果。

7.具有良好的顯色性，對(duì)物體的色澤還原效果好。

8.LED單面發(fā)光，是防止產(chǎn)生光污染的理想光源。

LED的環(huán)保特征是在LED構(gòu)成的各種材料里，不會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染，同時(shí)，LED照明的發(fā)光效率非常高，可以節(jié)省大量的電能，這也是世界各國(guó)競(jìng)相發(fā)展這一照明技術(shù)的重要原因，隨著LED成本的進(jìn)一步降低，LED會(huì)廣泛應(yīng)用在照明的各個(gè)領(lǐng)域。

LED光源的主要光學(xué)參數(shù)介紹：

LED光源的光度學(xué)參數(shù)主要包括光通量、發(fā)光強(qiáng)度、相對(duì)光譜能量分布、峰值波長(zhǎng)以及光譜半波寬度等。

1.光通量

在輻射度學(xué)上，LED輻射通量用來(lái)衡量發(fā)光二極管在單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射的總電磁功率。它通常表示LED在4π空間范圍內(nèi)單位時(shí)間所發(fā)出的功率。LED光源發(fā)射的輻射通量中能引起人眼視覺(jué)的那部分，稱為光通量，它是單位時(shí)間內(nèi)LED光源向整個(gè)空間發(fā)射的能引起人眼視覺(jué)的輻射通量。但人眼對(duì)不同波長(zhǎng)的可見(jiàn)光的感覺(jué)是不同的，為此國(guó)際照明委員會(huì)（C1E）為人眼對(duì)不同波長(zhǎng)單色光的靈敏度作了總結(jié)，在亮度為3cd/m2以上的明視覺(jué)條件下，歸結(jié)出標(biāo)準(zhǔn)光度觀測(cè)者光譜光效率函數(shù)v（λ），它在555nm上有最大值。其中v（λ）為亮度為0.001cd/m2以下的暗視覺(jué)條件下的光譜光視效率。

明視覺(jué)條件下，輻射量向光通量的轉(zhuǎn)化表達(dá)式為：

暗視覺(jué)條件下，輻射量向光通量的轉(zhuǎn)化表達(dá)式為：

光通量的測(cè)量通常有兩種方法，并且通常在明視覺(jué)條件下測(cè)試。一種是用積分球收集總的輻射量，然后用已知光通量的標(biāo)準(zhǔn)燈與被測(cè)燈作比較，從而得到被測(cè)燈的光通量；另一種方法是用分布式光度計(jì)測(cè)量被測(cè)光源發(fā)光強(qiáng)度的空間分布，計(jì)算后得到光通量。

2.發(fā)光強(qiáng)度

發(fā)光強(qiáng)度表示光源在給定方向上的單位立體角內(nèi)發(fā)射的光通量。假設(shè)光源是一個(gè)點(diǎn)光源或光源距離探測(cè)器足夠遠(yuǎn)以致光源面積可以忽略不計(jì)時(shí)，發(fā)光強(qiáng)度可以表示為：

其中dΩ是點(diǎn)光源在某一方向上所張的立體角，如下圖所示。

在LED光強(qiáng)測(cè)試中通常用CIE推薦的“平均發(fā)光強(qiáng)度”概念，即照射在離LED一定距離處的光探測(cè)器上的光通量Φv與由探測(cè)器構(gòu)成的立體角的比值。其中立體角可將探測(cè)器的面積S除以測(cè)試距離d的平方計(jì)算得到，因而有如下計(jì)算式：

CIE關(guān)于近場(chǎng)條件下的LED測(cè)試，有兩個(gè)推薦的標(biāo)準(zhǔn)條件：CIE標(biāo)準(zhǔn)條件A和CIE標(biāo)準(zhǔn)條件B。這兩個(gè)條件都要求所用的探測(cè)器有一個(gè)面積為1cm2的圓形入射孔徑。主要區(qū)別在于LED頂端到探測(cè)器的距離，立體角和平面角（全角）的不同。

3.相對(duì)光譜能量分布P（λ）

LED的相對(duì)光譜能量分布P（λ）是在光輻射波長(zhǎng)范圍內(nèi)，各個(gè)波長(zhǎng)的輻射能量分布情況，通常用相對(duì)光譜能量分布來(lái)表示，如下圖所示。

LED的光譜分布與所用的材料性質(zhì)及PN結(jié)結(jié)構(gòu)等有關(guān)，而與器件的幾何形狀、封裝方式無(wú)關(guān)。

4.峰值波長(zhǎng)λp

峰值波長(zhǎng)λp和光譜半波寬度△λ=λ2-λ1是LED相對(duì)光譜能量分布曲線的重要參數(shù)。峰值波長(zhǎng)定義為相對(duì)光譜功率分布曲線上相對(duì)光輻射最強(qiáng)處所對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)，它由半導(dǎo)體材料的發(fā)光中心的能級(jí)位置決定。

5.光譜半波寬度△λ

光譜半波寬度△λ定義為相對(duì)光譜能量分布曲線上，兩個(gè)半極大值強(qiáng)度處對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)差，如上圖所示，它標(biāo)志著光譜純度，同時(shí)也可以用來(lái)衡量半導(dǎo)體材料中對(duì)發(fā)光有貢獻(xiàn)的能量狀態(tài)的離散度，LED的發(fā)光光譜半寬度一般為30-100nm，光譜寬度窄意味著單色性好、發(fā)光顏色鮮明。