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测量LED照明的特性 ?????? 摘要：由于 led的快速发展，LED的特性测量问题日益受到国际社会的关注，普通 照明用 大功率LED更是被关注的焦点，文章主要阐述普通照明用 LED光源的特性，介绍LED光源的平均法向光强、绝对光强、光强分布、光通量和颜色的物理测量方法和仪器，所述物理测量方法和仪器均基于必威体育精装版CIE出版物，文章给出了典型的完整的复现性良好的测试报告。 ??????? 还对现有CIE出版物在普通照明用LED光源的测量中存在的问题进行了讨论，并提出了新的建议。 ??? 1、概述 ??????? 近年来LED的研发、生产和应用飞速发展。蓝光LED的发明使得LED应用于普通照明领域成为了可能，伴随着高效、大功率LED技术的不断突破，LED将最有可能成为本世纪应用最广泛的照明光源。中国政府和国际社会均对LED的发展给予了极大关注。国际照明委员会（CIE）第二分部即光和辐射测量分部（Division2：Measurement of Light and Radiation）专门针对LED的特性测量问题，已举行了两次由全球最著名的、最有代表性的专家参加的研讨会议，并取得了一定的成果。但LED的物理测量问题，至今尚未全部解决。2004年6月CIE在日本再次举行CIE LED专家研讨会（CIE LED Expert Symposium），进一步探讨了LED的特性测量问题。 ???????? 对于LED的特性，因其应用领域的不同需进一步统一认识，半导体行业和照明行业对LED的认识存在着明显的差别，用于指示（包括显示）目的LED的特性和用于照明目的LED的特性也有所不同，相应的物理测量方法和质量评估方法也各不相同，使用的仪器也存在着一定的差别，各实验室的测试条件也不尽相同。由于上述原因，各实验室对同一LED给出不同的测量结果是经常发生的事。本文主要介绍照明LED的特性测量，介绍CIE在LED测量方面已取得的成果、CIE第二分部（Division2）专家较为普遍认同的物理测量方法、以及基于现有CIE技术文件的专用测量仪器，并给出了典型的普通照明用LED光源的较为完整的物理测量报告。 ??? 2、普通照明用LED光源及其特性 ??????? 普通照明LED，俗称“白光”LED。目前实现 白光LED主要有两条途径：第一，用LED发出的蓝光激发 荧光粉，再与荧光粉发出的“黄光”进行混光，最终得到白光；第二，用红、、绿、蓝三种不同的LED进接混光，得到白光。 ??????? 普通照明用LED光源的典型结构示意图如图1-3所示。 ??????? 无论是单个封装好的LED还是由LED串组成的LED光源，它都不是物理学上最容易理解和描述的 点光源或朗伯光源，它是由多个等效点光源所组成的分散的点光源（象：虚象和实象均存在，一般多数为虚象）的集合。LED光源所对应的特定的点光源集合有着共同的特征： ??? （1）、在近场的不同距离下，其光强分布是不相同的； ??? （2）、在某一特定角度上（如法向），其近场发光强度不是恒定的，因而，照度随距离平方成反比定律不成立； ??? （3）、由于 LED芯片与封装 透镜的位置敏感性和LED芯片的不对称性，LED光源在不同的C平面上有不同的光强分布曲线； ??? （4）、目前已进入工业化生产的“白光”LED，其光谱混合是不均匀的，其颜色分布像光强分布曲线一样，是随距离和角度的不同而发生变化的，尤其是pcLED，往往存在一个色温很高的蓝色色中心。 ??? 3、普通照明用LED光源的测量方法和仪器 ??????? 正是由于普通照明用LED光源存在着上述特性，其测量和品质评价就需要特定的方法和专用的设备仪器来解决。CIE制定了一些LED测量方面的标准，一些标准还在制定之中，部分标准将成为CIE/ISO以及CIE/IEC的联合标准，以统一国际间LED测量问题。中国虽然只有为数不多的科技工作者在从事LED测量工作，但中国的LED测量方法和仪器一直在跟踪世界必威体育精装版动态，并受到了CIE的重视。下面逐个介绍照明LED主要特性的物理测量方法与仪器。[Page] ??? 3．1 平均法向光强的测量 ??????? 平均法向光强是最常用的LED质量指标，CIE Publication No.127-1997给予了明确的规定和描述，图4明确表达了基本的测量方法，图5为基于CIE? Publication No.127的测量仪器，该仪器除能同时实现CIE Condition A、B外，还能让被测LED转动角度，实现在不同角度下测量LED平均光强。 ??? 3．2 平均光强分布曲线和绝对光强分布曲线的测量 ??????? 事实上只要让图4中的LED以前面的顶点为中心沿θ角转动起来，在不同θ角下记录照度值，再根据距离平方反