文档介绍：该【光信息专业实验报告：LED特性及光度测量实验 (5) 】是由【1781111****】上传分享，文档一共【5】页，该文档可以免费在线阅读，需要了解更多关于【光信息专业实验报告：LED特性及光度测量实验 (5) 】的内容，可以使用淘豆网的站内搜索功能，选择自己适合的文档，以下文字是截取该文章内的部分文字，如需要获得完整电子版，请下载此文档到您的设备，方便您编辑和打印。:..特性及光度测量实验【实验目的】、了解LED的发光机理、光学特性和电学特性,并掌握其测试方法。、设计简单的测试装置,并对LED进行V-I、P-I特性曲线测量。、测试LED的辐射能量分布图。【实验原理】所谓LED,就是发光二极管(LightEmittingDiode),顾名思义发光二极管就是一种把电能转化为光能的电子器件,具有二极管的特性。其基本结构是一块电致发光的半导体模块,封装在环氧树脂中,通过针脚作为正负电极并起到支撑作用。LED的结构主要由PN结芯片、电极和光学系统组成。当在电极上加上正向偏压时,电子和空穴分别注入P区和N区,当非平衡少数载流子与多数载流子复合时,就会以辐射光子的形式将多余的能量转化为光能。其发光过程包括三个部分:正向偏压下的载流子注入、复合辐射和光能传输。在LED的两端加上正向电压,电流从LED阳极流向阴极,半导体晶体就发出从紫外到红外不同颜色的光线。调节电流,便可以调节光的强度。更有的LED可以通过改变电流来改变发光频率,这样可以通过调整材料的能带结构和带隙,实现多色发光。LED的主要特性(与本实验有关)如下:()光谱分布、峰值波长和光谱辐射带宽:LED所发的光并非单一波长,其波长具有正态分布的特点,在最大光谱能量(功率)处的波长成为峰值波长。光谱辐射带宽是指光谱辐射功率大于等于最大值一半的波长间隔,它表示LED发光的单***。()光通量:LED光源发射的辐射通量中能引起人眼视觉的那部分,称为光通量Φ(单位是流明(lm)),V是指LED向整个空间在单位时间内发射的能引起人眼视觉的辐射通量。光通量通常使用如图所示的积分球来进行测量。积分球又叫光度球,是一个球形空腔,由内壁涂有均匀的白色漫反射层(硫酸钡或氧化镁)的球壳组装而成,被测LED置于空腔内。LED器件发射的光辐射经积分球结构示意图:..使整个球壁上的照度均匀分布,可用一置于球壁上的探测器来测量这个与光通量成比例的光的照度。()V-I特性:在正向电压小于阈值时,正向电流极小,不发光。当电压超过阈值后,正向电流随电压迅速增加。()P-I特性:即LED轴向光强与正向注入电流关系特性。()LED发光角度(辐射能量分布图):LED发光角度也就是其光线散射角度,主要依靠LED生产时增加的散射剂来控制。常见LED发光角度为——度。而且LED具有高指向性,能量大多分布在LED的正前方,分别向两边递减。【实验过程及实验结果分析】一、LED辐射能量分布图的测量实验开始,先分别测量蓝光LED和绿光LED与光接收器中轴线所成角度的关系。首先,人为地让LED尽可能地正对着接收器,且二者之间的距离为cm。这是因为,如果二者相距较远,则LED发光在空气中损耗较多,到达接收器的能量较少而引起测量的不准确。如果二者相距较近,则LED发出的光不能保证大部分进入到接收器中,这时接收器只能接收LED发光角度中一部分角度的能量。可以人为地目测LED发光在接收器上的照射区域,让该区域尽可能地落在接收器上。实验中,,对应的电流分别为mA和mA。实验数据如表所示。表蓝光LED和绿光LED辐射能量分布的测量角度/度功率/微瓦角度/度功率/微瓦蓝光LED绿光LED蓝光LED绿光LED..-....-...-....-....-....-....-...-....-....-....-....-..:..—.-..—.-..—.-..在笛卡尔坐标和极坐标下分别画出蓝光LED和绿光LED的辐射能量分布图,如图所示。BlueLEDGreenLED(a)BlueLEDGreenLEDw?/rerewop蓝光LED和绿光LED的辐射能量分布图---oangle/BlueLED从图可以形(b)GreenLED象地说明,LED具有高指向性,能量大多分布在LED的正前方,分别向两边递减。从表和图均可看出,本实验中蓝光LED和绿光LED最大功率对应的角度分别为-度和度。理论上这两个角度应该是相同的,但由于实验过程中,从插座上把蓝光LED换成绿光LED时,需要移动插座,故后来人为地安置插座势必造成一定的误差。因此,这相差的度正是人为操作引起的。另外我们可以发现,蓝光LED和绿光LED的发光角度大约分别为度和度。这与常见的LED发光范围(——度)是相符的。二、LED的电压——电流——功率测量:..LED、蓝光LED和红光LED发光的电压U、电流I、积分球内光通量进行测量。并通过P=UV和?lm/mW)分别计算LED的发光功率和发光效率。P实验结果如表、表所示。表白光LED和蓝光LED测量数据表白光LED蓝光LEDU/VI/mφP/mWK/(lm/mWU/VI/mφP/mWK/(lm/mWA)A/lm)........................................................................................................................................................................:.......................................................................................................................表红光LED测量数据表红光LEDU/VI/mAφP/mWK/(lm/mW).......................................................