基于反应时间的道路照明功率密度确定方法

由于金卤(MH)灯和发光二极管(LED灯)作为道路照明光源时,其照明功率密度(LPD)没有标准可依,为此,选取色温为2 000 K的高压钠灯(HPS)、色温为4 800 K的MH灯和色温为7 200 K的LED灯作为照明光源。利用道路照明反应时间测试装置分别进行反应时间实验,得到道路照明亮度水平下MH灯和LED灯相对于HPS灯的亮度对比系数,确定其相对HPS灯的相对光效,并在此基础上计算得到MH灯和LED灯作为道路照明光源时的照明功率密度标准值。研究结果表明:将4 800 K的MH灯作为道路照明光源时,所需LPD为HPS灯的1.3倍左右,将7 200 K的LED灯作为道路照明光源时,所需LPD为HPS灯的47%~89%。     

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。     

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.     

LED光衰色偏与伏安特性的关系

研究了大功率白色LED的伏安特性与光衰和色偏之间的关系。选择同一生产者、同一型号、光色性能较一致的大功率白色LED,在恒温环境下,进行350 mA恒流老炼实验;并用光色电综合分析仪测量初始、1周、2周和5周时的伏安曲线、光通量和色坐标。然后由初始时的伏安曲线计算LED的内阻和理想因子,并分析它们与光衰和色偏之间的关系。研究表明:老炼1周、2周和5周后的光衰与内阻、理想因子均正相关,但与理想因子的相关度大于内阻。老炼1周、2周和5周后的色偏与内阻的相关度大于0.8,与理想因子相关性较弱。因此,LED光衰可以用理想因子或内阻来表征,但理想因子优于内阻,而色偏只能用内阻来表征。     

紫外LED研究进展

 氮化物紫外LED的发光波长覆盖210~400 nm的紫外波段,可广泛应用于工业、环境、医疗和生化探测等领域。近年来紫外LED的技术水平发展迅速,器件性能不断提升。由于高Al组分AlGaN材料的固有特性,目前深紫外LED的外量子效率和功率效率仍有大量提升空间。综述了近年来AlGaN基紫外LED的研究进展,阐述了限制其性能的AlGaN外延质量、高Al组分AlGaN材料的掺杂效率、紫外LED量子结构、紫外LED光提取效率及可靠性等核心难题以及取得的重要研究进展。预计到2025年,深紫外LED的量产单芯片光输出功率可突破瓦级,功率效率有望提升至20%以上,寿命达到万小时级别。     

顶发射白光有机电致发光器件的优化

为满足大面积固态照明与全彩显示的需求,实现色度稳定的高效率顶发射白光有机电致发光器件,采用仿真和实验相结合的研究方法,模拟基于光学传输矩阵法和电磁场理论进行计算,用真空蒸镀法制备器件并测试其光电性能。确定传输层材料、厚度和结构,优化发光效率,逐步改进发光层结构,以改善器件的效率和颜色质量。结果表明,基于电学平衡的P-I-N传输结构和蓝/红/蓝三明治型发光结构,能实现色度稳定的高效率顶发射白光有机电致发光器件。     

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。     

GaN基激光器的研究进展

GaN材料作为第三代半导体材料具有十分独特的性能,其发光波段可以覆盖从红外到深紫外波段。GaN材料击穿电场强、发光效率高,使其在显示、照明、通信等领域具有非常广泛的应用。综述了GaN基激光器的发展历程及其失效和退化机制的研究进展。目前最新的蓝光GaN基激光器在3 A电流连续工作时的电压和输出功率为4.03 V和5.25 W;最新的绿光激光器波长为532 nm,在电流1.6 A时,输出功率为1.19 W。进一步阐述了GaN基激光器退化的主要表现,即随着工作时间的延长,激光器发光效率降低、光转化效率降低以及电压升高。总结了四种主要的退化模式,分别为封装退化、静电损伤、腔面退化和芯片失效。     

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.     

测量LED总光通量的积分球装置中光源位置的探讨

LED作为新兴光源,与传统光源相比在自身结构和发光特性上很不相同.由于LED本身的自吸收效应以及积分球内挡屏带来的测量误差,沿用传统的积分球光通量测量装置来测量LED的光通量误差较大.应对传统积分球装置内光源的位置和挡屏做调整以减小光通量测量误差.由软件模拟的数据和理论推算证明应将LED放置在积分球内壁且与探测器探头在同一平面内成90°.     

All-vacuum fabrication of yellow perovskite light-emitting diodes

Yellow light-emitting diodes (LEDs) are widely utilized in high-quality lighting,light communication,indicator lamps,etc.Owing to their outstanding material pro...     

基于LED光源的前照灯用反光器研究

基于白光LED光源和车前灯技术要求,设计出一款适用于车前灯的集光反光杯,光源采用上下双排LED结构,实现远光、近光照明要求.源于光源和目标面效果的逆向分析算法得到反光器的配光曲线,构建出反光器,反光杯结构小巧,能量利用率达到97%.     

The application of the microstructured metallic grating to light emission extraction

Microstructured metallic gratings can be used to enhance the light emission efficiency of LEDs,and the spectral radiation properties of the LEDs vary with the different metallic materials used,leading to variation of the light emission enhancement at the same wavelength for different metallic grating materials.In this paper,the finite difference time domain(FDTD) method has been used to investigate the light emission extraction enhancement of LEDs in which gratings with different metallic materials have been applied.Through analysis of the permittivity of the metals and the quality factors of the surface plasmons(SPs),we concluded that the larger the plasma frequency obtained for the metallic interband transition,then the more suitable the metals are for light emission extraction of photons with relatively short wavelengths.This is because of the abundance of free electrons in the metals with large plasma frequencies.We also found that the wavelength-dependent trends of the extraction enhancement resulting from the scattering mechanism for different metallic materials are similar to each other.For SP-induced enhancement,either the enhancement peak position or the peak value changes significantly with the different metals.     

太阳模拟器光源离焦对光斑的影响分析

针对聚焦型太阳模拟器光源离焦量与光斑辐照度的关系开展了研究,以聚焦型太阳模拟器光学系统为研究对象,根据某型号的短弧氙灯及其椭球聚光镜进行模拟计算,依据氙灯能量分布图及其配光曲线,将发光体简化为两端不发射光线、侧面发射光线的柱形发光体。在光学模拟软件TracePro中将简化的发光体及其椭球聚光镜进行建模,主要模拟光源轴向及其径向离焦对光斑的影响。结果表明,光源离焦对光斑辐照度平均值影响不大,但是对光斑辐照度的最大值、光斑辐照度分布形式、光斑面积有很大的影响。依据以上分析结果可以为太阳模拟器调焦系统方面的设计提供理论上的数据参考,对该类型的太阳模拟器装调也具有指导意义。     

发光二极管作为组培光源的特性分析与应用

为实现组织培养光源的有效调控，节约组培光照耗能，同时为了解发光二极管（LED）光源对组培苗生长的影响，从LED的光电、衰减、透光特性以及有效发光效能等几个方面对LED作为组培光源进行了特性分析．研究结果表明：LED光源透光性强、衰减有规律，它的光电特性具有良好的线性关系，有效发光效能也明显高于普通日光灯，红、白光LED光源通过电能转化的有效光能达到了日光灯的3倍．同时，通过对光源效果的试验研究，结果表明，蓝光LED光源处理的诸葛菜和油菜组培苗鲜重增量百分数最大，分别达到了595％和490％，碳酸酐酶活性最强，分别达到了227和182WAU g^-1FW．研究结果将为LED作为组培光源的控制提供理论依据．     

采用遗传算法的LED太阳光谱仿真

基于简单遗传算法,通过求解超定方程组的非负最小二乘解,优化单色发光二极管(LED)匹配光源组合,实现用白光LED取代部分单色LED模拟太阳光谱,并讨论白光LED可以取代几种不同峰值波长的LED.仿真结果表明:在300~1 100 nm范围内,随着白光LED取代单色LED种类的增加,所用LED总数减少,光谱匹配度均下降;当取代3种不同峰值波长LED时,该算法拟合的相关指数为0.903 5,可减少15.6%的LED个数,模拟光谱与目标光谱基本吻合.该方法的光谱失配度小,可精确分辨标准太阳光谱AM1.5的两个吸收谷.     

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。     

汽车前雾灯结构设计及配光性能

采用PSX24W光源模块设计了汽车前雾灯的机械机构,进行了光通量以及配光性能的研究,通过防水、热循环以及振动试验来测试前雾灯的配光特性,仿真及实验验证了该汽车前雾灯满足设计要求。     

Recent progress in ZnO-based heterojunction ultraviolet light-emitting devices

Wide bandgap(3.37 eV)and high excitonbinding energy of ZnO(60 meV)make it a promising candidate for ultraviolet light-emitting diodes(LEDs)and low-threshold lasing diodes(LDs).However,the difficulty in producing stable and reproducible high-quality p-type ZnO has hindered the development of ZnO p–n homojunction LEDs.An alternative strategy for achieving ZnO electroluminescence is to fabricate heterojunction devices by employing other available p-type materials(such as p-GaN)or building new device structures.In this article,we will briefly review the recent progress in ZnO LEDs/LDs based on p–n heterostructures and metal–insulatorsemiconductor heterostructures.Some methods to improve device efficiency are also introduced in detail,including the introduction of Ag localized surface plasmons and single-crystalline nanowires into ZnO LEDs/LDs.