LED技术动态

从LED的技术研发来看。世界主要的LED公司不断取得新技术方面的突破’眭进展,半导体照明技术创新的步伐正在不断加快。日本NichiaTM2006年12月开发出了1501m／W的实验室内照明灯用白光LED;2006年7月美国Cree公司开发出了发光效率达131Im／W的白光LED;2007年初美国Lumileds公司成功开发出了发光效率达115Im/W、光通量为1361m的大功率白光LED。可以说,白光LED进入普通照明领域的曙光已经显现。     

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.     

白光LED中的荧光粉老化研究

利用同批次芯片的白光LED与蓝光LED在相同条件下进行老化实验,根据老化过程中电致发光谱(EL谱)和光功率变化情况计算了白光LED中蓝光被转化为黄光的比例,研究了荧光粉转换效率对白光LED老化的影响,并测量了荧光粉老化规律,发现转换率呈指数衰减变化,且电流加大时衰减也更快。据此认为荧光粉转换率的衰减是造成白光LED老化的重要因素之一。     

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。     

大功率LED路灯二次光学设计的模拟仿真

以大功率LED路灯配光问题为研究对象,将二次光学设计和蒙特卡罗研究方法相结合,提出大功率LED路灯的配光设计.通过tracepro仿真实验,得到了大强度光通量和高匹配光场的大功率LED路灯二次光学设计结果.采用凹槽填涂增反膜的多颗LED路灯相比同样输入功率的弧形底面多颗LED路灯提高1.36倍,而且空间光场分布更合理,出光集中在±15%.     

大功率LED蓝光危害随点灯条件的变化

研究了大功率白色LED蓝光加权辐射亮度和单位光通量内蓝光加权辐射亮度随驱动电流、环境温度和点灯时间的变化规律。首先采用LED光色电综合分析仪测量同一批LED在不同驱动电流、不同环境温度和不同点灯时间时的光谱。然后计算相对蓝光加权辐射亮度Lb和单位光通量内的蓝光加权辐射亮度Lb/Ф,并得到Lb和Lb/Ф随点灯条件的变化关系,最后分析了他们变化的原因。研究表明:Lb随驱动电流的增加线性增大,随着温度的增加而线性减小,随着点灯时间增加呈指数形式减小。Lb变化主要原因是辐射功率变化,随着驱动电流的增加,LED光谱不断蓝移,导致Lb/Ф呈指数增加。随着环境温度的增加,虽然LED峰值波长红移,但是光谱逐渐加宽;因此,Lb/Ф变化较小;Lb/Ф还随着点灯时间的增加而不断增加,这主要是由于荧光粉性能不断退化,蓝光在光谱中的比例不断增加所致。该研究对LED健康照明和光生物安全标准的修订具有重要意义。     

荧光粉涂层对大功率PC-LED光提取效率的影响

运用基于拟蒙特卡洛的光线追迹方法,模拟计算采用不同曲率透镜及荧光粉层置于不同位置时大功率发光二极管(LED)器件的光通量和光辐射功率.仿真结果表明:对于反光杯顶部采用透镜封装的LED的光通量输出和荧光粉转换效率、透镜曲率、荧光粉层位置、荧光粉粒径大小等因素有关;平面荧光粉涂层处于反光杯中不同位置时,光通量之差大于50%,而光辐射功率也有明显的差别;当透镜顶部与反光杯开口的距离为反光杯开口半径的一半时,荧光粉涂层位于反光杯中间偏下约0.2mm位置,可得到较大的光通量和荧光粉转换效率.     

用亮度和色温测算LED蓝光危害

提出了一种采用亮度结合色温估算荧光粉转换型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功率分布,然后计算光源的色温,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,容许亮度与色温的关系。研究表明:对于同型号的荧光粉转换型LED,当色温小于7 500 K时,亮度在100 000 cd/m2以下不会引起蓝光危害。在蓝光危害限值范围内,色温和容许亮度成反比,且对应曲线随环境温度变化很小,因此,对于同一类型白色LED,该曲线可用来评估LED灯具是否对人眼构成蓝光危害。     

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。     

LED引导下一次照明革命

半导体照明，即通过氮化物基发光二极管(LED)制造照明光源。自20世纪60年代初首只GaAsP红色发光二极管(LED)诞生以来，人类一直致力于固态光源技术的实现，经过40多年的努力。已实现了红、绿、黄、蓝光LED的生产应用，发光效率提高了近千倍。随着以氮化镓(GaN)为代表的第三代半导体的兴起。蓝绿光和白光二极管的研发成功。可取代白炽灯和日光灯的固体照明光源应运而生。     

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。     

大功率白光LED倒装焊方法研究

介绍了一种大功率、高亮度LED倒装散热封装技术。采用背面出光的蓝宝石LED芯片，倒装焊接在有静电放电（LED）保护电路的硅基板上。该封装技术针对传统LED出光效率低下和散热问题做出了改进，有效提高了LED芯片的寿命，降低了制造成本。     

室内LED光源的光生物安全分析

为评估室内LED光源潜在的光生物安全风险,搭建了光生物安全测试系统平台.在该系统平台上对常用的几款室内LED光源进行了较全面的光生物安全测试.并对照标准GB /T 20145—2006《光源和光源系统的光生物安全》的要求,对实验结果作了较为详细的分析,对该光源的危险类别做了判定划分.该报告分析对搭建室内LED产品的光生物安全性测试系统以及研究其测试方法均具有一定的参考意义.     

紫外光通信LED阵列光源的设计

为了解决当前单个紫外LED功率较低的问题,设计了一款紫外LED阵列光源系统,对其中的相关问题进行了探讨。该系统由恒流驱动模块、大功率LED阵列模块和光学设计等组成,实验结果表明,该光源系统能发出均匀稳定的紫外光,实现了空间能量的累加,光学和散热设计效果良好,为实用化紫外光通信光源的设计提供了参考。     

非相干LED光源产生高阶Bessel光束

首次采用单色LED绿光光源得到较理想的高阶Bessel光束,提出由交叉谱密度和多波长叠加理论计算出绿光LED发出的光经过螺旋相位板和轴棱锥后的光强分布,模拟出沿轴向不同距离处的截面光强分布图,设计一套实验装置进行实验验证,结果表明:通过光阑提高光场的空间相干性可以用绿光LED得到近似高阶Bessel光束,所得光束的截面光强分布,中心暗斑大小及最大无衍射距离均与理论计算相符.研究结果对非相干光实现粒子微操作提供理论和实验依据.     

带有LED警示灯的骑行夜服设计

为更好地保护骑行者和跑步者的安全,设计了一套基于STM32单片机为主控制核心的带有LED警示功能的骑行夜服。该夜行服具警示作用、简便易操作、重量轻等特点,可推广应用。     

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。     

不同LED光源对凤眼莲处理酒精废水的影响

为了探究凤眼莲处理酒精废水的高效节能光源类型,采用红蓝光(红光波长650~660 nm,蓝光波长为450~470 nm)组合分别为红蓝光比(以后简写为R/B)8∶1、R/B 6∶1、R/B 4∶1、R/B 10∶0、R/B 0∶10的LED光源作为凤眼莲的生长光源,白光LED作对照,处理酒精废水。检测酒精废水中氨氮和总磷的含量变化,并监测凤眼莲自身的生长状况。结果表明:R/B 8∶1作为生长光源时,凤眼莲处理酒精废水的效果最好,可率先达到国家一级排放标准的A标准,而且凤眼莲的自身生长状况也最佳,叶片、分蘖数、鲜重增加最多;R/B 10∶0下,凤眼莲株高降低最多,为2.8 cm,根长增加最多,为5 cm;而R/B 0∶10下,凤眼莲株高增加最多,为4 cm,根长不变,增加最少。     

基于LED光源的窄带成像内镜系统的设计

窄带成像技术(narrow band imaging,NBI)是一种光学图像增强技术,可以对人体腔道黏膜内的血管形态进行增强显示。根据人体黏膜组织与光源相互作用的物理特性,设计了一种基于LED光源的窄带成像内镜系统;其中提出了一种新的窄带光源设计方案及与之配套的图像重建方法,该内镜系统可以有效地强调黏膜表层及其下层的血管形态,突出黏膜内血管与周围组织间的对比度,提早癌检出率。     

红蓝LED光源对生菜生长和品质的影响

以两种紫红色和一种绿色生菜品种为材料,利用红蓝LED光源(4∶1)对3种不同类型的生菜进行处理,研究了红蓝LED光源(4∶1)对不同类型生菜生长及营养品质的影响.结果表明:红蓝LED光源处理后的生菜地上部和地下部鲜重均显著增加,地上部鲜重比对照的地上部鲜重增加了13.8%,地下部鲜重比对照地下部鲜重增加了25.6%;叶绿素含量最高提高了88.3%;同时红蓝LED光源处理后显著提高了生菜叶片中花青素和可溶性糖含量,可溶性糖含量最高比对照中增加了14.6倍,两种紫红色生菜品种花青素含量平均比对照中提高了5.8倍,有效提高了生菜的品质.同时,长时间红蓝LED处理后的生菜体内可溶性和总草酸含量没有显著改变,但硝态氮含量显著升高.