单色LED的变温光谱特性研究

运用自制的LED物性变温测量实验装置,在30℃~90℃的温度范围内,测试了单色LED的变温光谱。通过对光谱曲线的分析和计算,得出了被测LED的峰值波长和辐射通量随温度的变化规律,并从LED的结构与材料特性原理机制两方面作了分析与探讨。     

单色料反射光谱曲面配色方法

为了获得单色料反射率随着可见光波长和染料质量占比变化的函数,提出一种单色料反射光谱曲面配色方法.首先,根据染料质量占比与可见光波长的范围将单色料反射光谱曲面划分为9个曲面片;然后,采用多项式建模方法,构建不同曲面片的单色料反射光谱曲面模型,并通过小样实验验证该方法的准确性.实验结果表明:通过有限组小样实验可以构建单色料反射光谱曲面,确定单色料反射率随着染料质量占比和可见光波长的变化关系,预测布匹在单色料染色后的颜色与目标色的色差.     

调光方式对LED色温和光通量的影响

通过发光二极管(LED)在模拟调光和脉冲宽度调制(PWM)调光两种不同调光方式实验中,研究其光色参数的变化情况.分析同一色温白光LED在不同调光方式的色温和光通量的变化趋势,并分别分析同一种调光方式下,两种不同色温LED混和之后的色温和光通量的变化趋势.结果表明:同一色温白光LED在PWM调光方式下,色温的变化较小,但其光效较模拟调光小;两种不同色温LED混色之后的色温可在较大范围内变化,可满足人们对LED不同光色的选择.     

采用质心波长表征GaN基白光LED阵列的平均结温

结温是影响LED性能的重要参数,快速、准确地测量LED结温对LED产品设计、性能检测具有重要的意义。在不同驱动电流下,测量了GaN基白光LED阵列不同衬底温度时的归一化光谱分布,计算其质心波长,分析了质心波长随LED阵列平均结温变化关系,测量了LED阵列结温,并与中心波长法的测量结果进行对比。研究结果表明:经光谱仪测量,质心波长与平均结温变化存在良好的线性关系,且随着驱动电流的改变,直线斜率呈指数关系变化。与中心波长法相比,本方法的测量准确度更高。因此,采用质心波长测量GaN基白光LED阵列结温是一种直观的非接触的有效方法。     

昼光模拟器的本征光谱分辨灵敏度和光谱优化

为优化昼光模拟器色度学指标,研究了将同色异谱指数转换为本征光谱分辨灵敏度的计算方法,基于国际照明委员会标准提供的光谱功率分布数据计算每段光谱对色度学指标的影响。模拟发现有6个峰值波长对色度学指标影响较大,进一步对半高宽进行优化,使得此6个峰值波长可模拟出BB级的效果,最后通过优化峰值波长使LED(light emitting diode)昼光模拟器达到AA级。     

大功率白光LED的结温与发光光谱特性研究

 以两种不同型号的大功率白光LED为研究对象,通过热阻法和正向压降法综合测量LED的结温,利用荧光光度计测量LED光谱,研究大功率白光LED的结温与光谱之间的关系。结果发现对于不同类型的LED管,光谱蓝白比W/B（W为整个白光发光光谱的积分,B为蓝光部分的积分）与PN结结温Tj均存在线性关系,但线性关系式不同;对于同一LED管,小电流对应直线斜率的绝对值比大电流的大。对这些特点及其相关的物理机制做了分析。     

LED商用荧光粉的发光特性研究与应用分析

针对LED商用荧光粉在配粉应用中存在的问题,选择450nm的蓝光作为激发波长,以市场上5家企业生产的多款LED商用荧光粉为研究对象,对其发射光谱和激发光谱进行深入的发光特性研究。结果表明:同一企业不同种类(或颜色)的荧光粉发光强度相差很大;同一种颜色不同峰值波长的荧光粉发光强度相差很大;不同企业同一种颜色的荧光粉发光强度相差也比较大。针对上述问题,根据光谱设计原理、实际发光光谱结构以及整体光电色性能的需要,提出了LED荧光粉在高性能LED光源配粉应用中的技术设计思路和方案。     

白光LED用Ce:YAG晶体的下降法生长和光谱性能

采用真空坩埚下降法生长了白色发光二极管(LED)用Ce:YAG晶体,该生长方法所得晶体的Ce3+掺杂浓度较高,相对色温(3 751K)低于传统方法所生长的Ce:YAG晶体,其激发峰是位于460nm左右的宽峰,与蓝光LED的发射波长相匹配,有望代替黄色荧光粉用于白光LED.随驱动电流增加,白光LED的发光效率逐渐降低,相对色温几乎不变.在100mA时,白光LED显色指数达到最大值.     

稀土荧光/聚碳酸酯加工可行性探讨及其荧光性能研究

采用熔融挤出加工方法将稀土荧光粉与聚碳酸酯(PC)树脂混合造粒,用开炼机制成荧光PC薄膜. 应用XRD、SEM、荧光光谱等仪器对荧光粉及荧光PC薄膜结构与性能进行了表征;将荧光PC薄膜与蓝光LED芯片组合,用光谱仪测量白光LED的光色性能等参数. 结果表明, 稀土荧光粉与PC树脂相容性较好,荧光粉在树脂中分散均匀;大颗粒、晶型完整的荧光粉在加工时有利于保持结构及晶体形貌的稳定;加工前后荧光粉激发-发射波长基本保持不变;同时,荧光粉粒径对白光LED光效影响较大,随着合成白光中蓝光和黄光相对比例增大,得到的白光显色指数逐渐上升.     

全光谱LED器件的光色调制及性能

使用SOB480、GAP530、NRL650三种荧光粉作为研究对象,通过不同质量配比的荧光粉进行封装的方法,调制出符合市场需求的全光谱白光LED。通过对3014 LED器件的光效、色温、色坐标、显色指数和发光光谱强度进行研究,最终发现通过色度坐标所选择的荧光粉配比在CIE色度图上对应的色度坐标均可以落在黑体辐射线上,全光谱白光LED器件的显色指数更高,其值均大于90,且发光光谱曲线更加连续。     

一种评估LED蓝光危害的方法

提出了一种估算荧光粉转换型LED的蓝光危害方法。先选择同型号普通照明用白色LED样品21只,用光谱仪测量其正常发光下的归一化光谱分布,然后计算光源的色温和蓝白比,以及在蓝光危害限值范围内可以容许的亮度,最后得到在蓝光危害限值内,容许亮度与色温和容许亮度与蓝白比的关系。研究表明：对于该类型的荧光粉转换型LED,当色温小于7500K时,亮度在100,000 Cd/m₂以下不会引起蓝光危害,如果LED的荧光粉失效,只要亮度小于31400 Cd/m₂,也不会对人眼造成蓝光危害。色温和容许亮度曲线及蓝白比和容许亮度曲线随温度变化很小,对于同一类型白色LED,这两条曲线均可用来评估LED灯具是否对人眼构成蓝光危害。     

基于高显色性白光LED的博物馆照明系统设计

在详细分析博物馆照明要求的基础上,提出了一种基于白光LED光源的博物馆照明系统解决方案,并进一步实现了低色温、高显色性1 W白光LED的光谱学设计.试验证明,该照明系统解决方案可以满足博物馆内对光比较敏感的参展物品的照明需要.     

白光LED用量子点玻璃的制备方法及应用研究进展

白光LED用量子点玻璃不但具有量子点高荧光效率、发光波长可调和较窄的发射波长等新颖的光学特性,而且量子点的热稳定性差和水氧抵抗性差的问题也很好的得到了解决,可以有效的避免封装材料黄化老化、发光不均匀和出现光斑等传统封装白光LED出现的问题。综述了白光LED用量子点玻璃的制备方法及其在LED的应用,并对白光LED用量子点玻璃的荧光效率和无铅、无镉量子点玻璃的研制提出了进一步展望。     

基于LED光电参数之间关系的光效计算

运用光色电综合分析仪测量了5种颜色LED(Light Emitting Diode)的光电参数,分析了光效与光电参数的关系,并研究了运用该关系测算光效的可能性。研究表明:LED电压、功率和电流均线性相关,随着电流的增加,LED光效线性下降,因此,电参数均可用来测算光效。主波长可以较好地评估绿色、黄色和蓝色LED的光效,红色和黄色LED光效可用峰值波长测算,用主波长或峰值波长测算白色LED光效精确度较低。色坐标与光效也成线性关系,且用于评估光效时精确度较主波长或峰值波长高。半高全宽也可用于测算光效,但用于白色和绿色LED时准确度较低。本研究对大型LED灯具光效的测算具有重要意义。     

LED器件热管理分析方法及其应用

发光二极管(LEDs)是三明治结构的半导体材料。LED芯片是产生光和热量的核心功能器件,但累积的热量会严重影响LED的光学性能。因此,热管理在LED的封装和应用中十分重要。综述了一些现有的热故障。为了有助于进一步理解热管理,介绍了LED封装、热阻网络系统以及传热强化技术,以及通过降低热阻来实现有效温度控制的方法。     

白色LED光源电路设计研究

通过对新型半导体光源——白色LED的基本电性能的初步研究，提出白色LED光源电路设计原则及注意事项，并阐述了用于太阳能的白色LED光源电路设计方案。     

An aluminium nitride light-emitting diode with a wavelength of 210 nanometres

Compact high-efficiency ultraviolet solid-state light sources--such as light-emitting diodes (LEDs) and laser diodes--are of considerable technological interest as alternatives to large, toxic, low-efficiency gas lasers and mercury lamps. Microelectronic fabrication technologies and the environmental sciences both require light sources with shorter emission wavelengths: the former for improved resolution in photolithography and the latter for sensors that can detect minute hazardous particles. In addition, ultraviolet solid-state light sources are also attracting attention for potential applications in high-density optical data storage, biomedical research, water and air purification, and sterilization. Wide-bandgap materials, such as diamond and III-V nitride semiconductors (GaN, AlGaN and AlN; refs 3-10), are potential materials for ultraviolet LEDs and laser diodes, but suffer from difficulties in controlling electrical conduction. Here we report the successful control of both n-type and p-type doping in aluminium nitride (AlN), which has a very wide direct bandgap of 6 eV. This doping strategy allows us to develop an AlN PIN (p-type/intrinsic/n-type) homojunction LED with an emission wavelength of 210 nm, which is the shortest reported to date for any kind of LED. The emission is attributed to an exciton transition, and represents an important step towards achieving exciton-related light-emitting devices as well as replacing gas light sources with solid-state light sources.     

室内白光LED照明通信的现状与展望

白光LED具有电光转换效率高、节能、可靠、使用寿命长、高速调制特性,是公认的下一代绿色照明产品。室内白光LED照明通信是将LED照明技术和光通信技术相结合产生的一种新技术,这种通信的距离从数米到数十米,具有安全节能、通信容量大等显著特点,作为一个全新的无线通信手段,已经引起国内外越来越多的关注,是今后无线通信的一个重要方向。介绍了国内、外室内白光LED照明通信发展现状,分析了应解决的关键技术,并预测了室内白光LED照明通信的发展趋势。     

两种激发光诱导的硫氧还蛋白还原酶分子荧光光谱研究

分别以波长为253．7nm的紫外光及波长为407nm的紫色发光二极管为激发光源,诱导硫氧还蛋白还原酶(thioredoxin reductase,TR)分子产生荧光,用组合式多功能光栅光谱仪记录荧光谱。通过分析比较TR溶液与溶剂的荧光光谱,得到了这2种激发光诱导的TR分子荧光光谱的特性。该文的研究结果为进一步将荧光光谱法用于TR的定性、定量分析乃至结构分析提供了依据。