簡易發(fā)光二極管測試方法
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環(huán)境和管基溫度;
正向電流。
6.2.4 方法2004：輻射通量和輻射效率
6.2.4.1 目的
測量被測LED器件在規(guī)定條件下的輻射通量(功率)和輻射效率。
6.2.4.2 測試框圖(見圖10)
圖10 方法2002測試框圖
圖10 方法2002測試框圖
注：被測LED器件發(fā)射的光輻射經(jīng)積分球壁的多次反射，導(dǎo)致產(chǎn)生一個均勻的與輻射通量成比例的面輻射出射度，一個位于球壁的探測器測量這個面輻射出射度，一個漫射屏擋住光線，不使探測器直接照射到被測器件的光輻射。被測器件、漫射屏、開孔的面積和球面積比較應(yīng)該相對較小，球內(nèi)壁和漫射屏表面應(yīng)有均勻的高反射率漫反射鍍層(最小0.8)。球和探測器組合應(yīng)該用輻射標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行校準(zhǔn),測量單位為瓦特。應(yīng)該考慮到峰值發(fā)射波長和輻射通量由于功率消耗產(chǎn)生的變化。
6.2.4.3 測量步驟
被測量器件放在積分球入口處，不要使光線直接到達(dá)探測器，給被測器件施加規(guī)定的正向電流IF，輻射探測系統(tǒng)測量出輻射通量，將輻射通量數(shù)值除以正向電流IF 和正向電壓VF 的乘積值即為輻射效率。
6.2.4.4 規(guī)定條件
環(huán)境和管基溫度;
正向電流。
6.2.5 方法2005：峰值發(fā)射波長、光譜輻射帶寬和光譜功率分布
6.2.5.1 目的
在規(guī)定正向工作電流下，測量被測LED器件的峰值發(fā)射波長，光譜輻射帶寬和光譜功率分布。
6.2.5.2 測試框圖(見圖11)
圖11 方法2005測試框圖
D：被測LED器件;
G：電流源;
L：聚焦透鏡系統(tǒng);
G：電流源(直流或脈沖);
D2,D3：消除雜散光光欄;
M：單色儀;
RM：包括光闌D1的輻射探測系統(tǒng)。
注：單色儀的波長分辨率和帶寬應(yīng)該使測試有合適的精度。輻射探測系統(tǒng)的光譜響應(yīng)應(yīng)該校準(zhǔn)。為便于測量，曲線峰值可以用100%表示。如果單色儀的光譜透過率和輻射探測系統(tǒng)的光譜靈敏度不是常數(shù)，記錄的測量數(shù)據(jù)應(yīng)該修正。
6.2.5.3 測量步驟
在需要的光譜范圍內(nèi)調(diào)整單色儀的波長直到輻射測量系統(tǒng)獲得最大讀數(shù)， 相應(yīng)的波長就是峰值波長 (λp )，然后往λp 的兩邊調(diào)整單色儀的波長直到峰值波長讀數(shù)的一半，獲得相對應(yīng)的波長λ1 和λ2 ，兩者之差就是光譜輻射帶寬(見圖12)。按照要求的波長間隔分別測量記錄每個波長時的光譜功率數(shù)值，即為光譜功率分布。
圖12 光譜分布帶寬
6.2.5.4 規(guī)定條件
環(huán)境和管基溫度;
規(guī)定的正向電流(直流或脈沖)。
6.3 3000類：光電特性測試方法
6.3.1 方法3001: 開關(guān)時間
6.3.1.1 目的
測量被測LED器件的開啟時間ton (開啟延時時間td(on) +上升時間tr )和關(guān)閉時間toff (關(guān)閉延時時間td(off) +下降時間tr )。
6.3.1.2 測試框圖(見圖13)
圖13 方法3001測試框圖
D：被測LED器件;
G1：高阻電流脈沖發(fā)生器;
G2：直流電流偏置電源;
G3：直流電壓偏置電源;
Rd: 匹配發(fā)生器阻抗的電阻;
RL: 負(fù)載電阻;
M：測量儀器;
PD：光電二極管;
Syn：同步信號。
注：光電二極管的開關(guān)時間，實驗電路和測量儀器的延遲時間，輸入電流脈沖的上升時間和下降時間都應(yīng)該足夠短以保證不影響測量精度。在光脈沖頂部獲得的平均輸出功率(見圖1)沒有必要等于直流偏置電流與輸入脈沖電流之和時的連續(xù)輻射功率。
6.3.1.3 測量步驟
把規(guī)定的直流和脈沖電流加到被測器件，用測量儀器M測量開關(guān)時間。100%的輻射輸出功率電平就是輻射脈沖頂端獲得的平均輸出功率。0%電平是在直流偏置電流時的輸出功率。
6.3.1.4 規(guī)定條件
環(huán)境和管基溫度;
直流偏置電流;
光學(xué)窗口;
光學(xué)結(jié)構(gòu)。
7 量值傳遞
發(fā)光強度是LED器件主要光參數(shù)，由于有些LED非點光源且各向異性，在近場條件下,LED光度測試過程中會產(chǎn)生很多誤差。因此CIE推薦用LED平均強度的概念來作為LED發(fā)光強度測量的基礎(chǔ).目前最好的LED測試技術(shù)是將被測LED和在光譜和空間功率分布與其盡可能接近一致的參照標(biāo)準(zhǔn)樣管進(jìn)行比對測試.發(fā)光強度測試儀器和參照標(biāo)準(zhǔn)樣管的標(biāo)定和校準(zhǔn)必須采用統(tǒng)一的方法和基準(zhǔn)。
8.1 原理
發(fā)光強度的單位是坎德拉(candela，符號為cd)，它是國際單位制的七個基本單位之一。1979年前世界上只有9個國家建立了光強基準(zhǔn)，我國很早就建立了光度基準(zhǔn)和2856K色溫的光強度工作基準(zhǔn)。因此，確定由國家或省(市)級法定計量測試部門標(biāo)定的2856K光強標(biāo)準(zhǔn)燈作為發(fā)光強度傳遞的工具。
8.2 方法
a)用色溫為2856K的光強標(biāo)準(zhǔn)燈對LED測試系統(tǒng)進(jìn)行校準(zhǔn)和標(biāo)定。
b)用具有CIE標(biāo)準(zhǔn)光度觀測者光譜響應(yīng)的光電探測器分別對專門挑選的LED器件和色溫為2856K的光強標(biāo)準(zhǔn)燈進(jìn)行比對測試，對不同光譜功率分布的LED器件求得他們的光譜修正系數(shù)(SCF,Spectral correction factor),從而把標(biāo)準(zhǔn)燈光強數(shù)值傳遞到LED器件上，以此作為LED光強參照標(biāo)準(zhǔn)樣管.但是作為參照標(biāo)準(zhǔn)樣管的LED器件必須有嚴(yán)格的要求。它們主要是：
--優(yōu)良的穩(wěn)定性，必須進(jìn)行嚴(yán)格的篩選和老化,必須規(guī)定最少老化時間;
--采用光軸和機械軸重合的LED器件作參照樣管.或采用光強(輻射)分布圖形近似為圓形的器件。
--參照標(biāo)準(zhǔn)樣管工作時,必須使其在恒定的溫度和驅(qū)動電流(20mA)下工作,保證其有一個恒定的光學(xué)輸出.
c)建立專門實驗室進(jìn)行仲裁性測試和各種參照標(biāo)準(zhǔn)樣管的定標(biāo)。
附錄1. 基本輻射度量和光度量
1. 輻射度量
1.1 輻射能Qe radiant energy
以輻射的形式發(fā)射,傳輸和接收的能量,單位為J(焦耳)。
1.2 輻射通量Φe radiant flux
輻射通量又常稱為輻射功率(radiant power)Pe ,是輻射源發(fā)射,傳輸和接收的功率.單位為瓦(W),如以t表示時間,輻射通量定義為
Φe =dQe/dt
1.3 輻射強度Ie radiant intensity
輻射強度定義為在給定方向上的立體角元內(nèi),離開點輻射源(或輻射源面元)的輻射通量dΦe與該立體角元 dΩ的比值.單位為瓦/球面度(W/sr ).
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