《LED光源与照明设计》课程教学大纲.docx

LED光源与照明设计 Light Emitting Diodes (LEDs) and Lighting Design 一、课程基本情况 课程类别：专业任选课 课程学分：2 课程总学时：32 学时，其中讲课：20学时，实验（含上机）：12学时，课外0学时 课程性质：选修 开课学期：第7学期 先修课程：《模拟电子技术》，《固体物理》 适用专业：光电信息科学与工程，应用物理 教材：刘木清.《LED及其应用技术》，化学工业出版社，2013 开课单位：物理与光电工程学院光电工程系 二、课程性质、教学目标和任务 本课程是专业选修课，主要讲授LED的发光原理、材料体系、芯片制造技术、封装技术，以及适用于各类照明应用中所需的光学设计、驱动技术与散热技术。教学目标是，使学生掌握LED的基础知识，了解LED的原材料，熟悉LED工艺和应用设计，掌握LED性能指标与测试方法，以及照明设计基本技能。本课程着重于学生专业技能的培养，学生可以了解LED的特点和技术进展，掌握LED的工作原理、制备技术、设计原则和方法，为学生将来从事固体发光器件相关应用方向的工作打下坚实的基础，灵活应用于照明等光电相关领域。 三、教学内容和要求 第1章概论（1学时） 1.1了解电光源的发展史，了解白炽灯、荧光灯、高压气体放电灯的特点 1.2理解LED的特点和优势 重点：LED的特点和优势 难点：无 第2章 LED材料与发光原理（2 学时） 2.1掌握PN结、零偏置PN结、正向偏置PN结、电子与空穴的复合 2.2理解能级理论、异质结和量子阱，LED发光效率 2.3了解主要的LED材料体系 重点：PN结 LED发光效率 难点：能级理论 LED发光材料 第3章LED的光取出（2 学时） 3.1掌握影响LED光取出效率的因素 3.2了解提高LED出光效率的方法 重点：影响LED光取出效率的因素 难点：提高LED出光效率的方法 第4章 LED的芯片制造技术（2 学时） 4.1了解LED外延片制造技术的历史发展、外延设备及衬底材料 4.2掌握LED发光部分的结构 4.3了解LED芯片几种相关的工艺制程； 4.4掌握LED芯片的制作流程 重点：LED外延片制造技术 LED芯片的制作流程 难点：LED外延片制造技术 第5章 LED的封装技术（2 学时） 5.1掌握LED封装的关键问题 5.2了解LED封装的目的以及封装形式的发展 5.3了解小功率LED封装和大功率LED封装工艺与材料。 重点：LED封装的目的 LED封装工艺基本流程 难点：LED封装工艺基本流程 第6章白光LED （2 学时） 6.1理解多基色白光LED原理 6.2掌握基于紫外芯片的白光LED技术 6.3了解蓝光LED加黄色荧光粉的方法 6.4了解视觉照明对于LED技术的需求 重点：多基色白光LED原理紫外芯片加三基色荧光粉白光LED技术 难点：多基色白光LED原理 第7章 LED器件的性能和测试（2 学时） 7.1理解光度学参数及色度学参数 7.2掌握LED伏安特性曲线 7.3了解LED的主要电参数和热参数 7.4掌握LED光特性的测试方法，包括分布光度计测量法、光电积分测量法、光电积分法测量法及LED光通量的问题解决 7.5掌握LED热特性的测试方法。 重点：LED伏安特性曲线 LED的主要电参数 LED光特性测试方法 难点：LED伏安特性曲线 LED光通量的问题解决 第8章 LED的光学设计（2 学时） 8.1了解LED光学设计的特点 8.2掌握LED光学设计的方法以及主要的LED灯具光学系统形式 8.3了解自由曲面的二次光学设计 重点：LED光学设计的方法 难点：LED光学设计的方法 第9章 LED的驱动与控制技术（2 学时） 9.1了解LED驱动的一般特点 9.2掌握开关型直流驱动电路，以及交流驱动电路 9.3了解LED的控制电路，包括LED的调光控制、信号线型控制、无线网络控制及LED大规模控制技术 重点：LED开关型直流驱动电路 难点：LED控制电路 第10章 LED灯具的散热（1 学时） 10.1了解热量对LED性能的影响，结温对光效、寿命及波长的影响 10.2了解散热的基本原理 10.3掌握主动型散热和被动型散热的主要方法 重点：LED散热的主要方法 难点：LED灯具的散热的基本原理 第11章 LED的主要灯具设计与照明应用（2 学时） 11.1了解中小功率LED灯具的一般特点 11.2掌握LED球泡灯、LED投射灯、LED直管灯和LED筒灯的应用 11.3了解大功率LED灯具的一般特点 11.4掌握LED路灯、隧道灯、LED厂矿灯和大功率LED投光灯的应用 重点：中小功率L