LED基礎(chǔ)知識(shí)光學(xué)單位和計(jì)算

1、刖言在LED的應(yīng)用領(lǐng)域里，光強(qiáng)和光功率是兩個(gè)很重要的指標(biāo)參數(shù)。了解這些指 標(biāo)參數(shù)是如何被測(cè)量，被何種儀器方式測(cè)量以及它們的單位是非?；A(chǔ)和重 要的。本文解釋了主要的光學(xué)單位并提供了簡(jiǎn)單的計(jì)算方法。顏色當(dāng)日光穿透棱鏡時(shí)，光線被分為7種顏色：紫色，青色，藍(lán)色，綠色，黃色， 橙色和紅色。由于這些顏色無(wú)法被進(jìn)一步細(xì)分，因此被認(rèn)為是單色光?？梢?光譜是由波長(zhǎng)逐步增加的單色光排列組成的。.21.8.6.4.2O L0.0.0.0.41-=我一一電 MSWI = 5r.ETJ-JI-I-350 期 45C 600 55C 6W 660 7W 了就 EDO B50 Wavelength k-ima：,如圖一所

2、示，單色光可以被定義為單一的波長(zhǎng)。與之相比較的是圖二中白色 LED所描述的光譜。350 40C 450 5M 650 600 鋁。7CD 76C SOOWaTrelenprh Ajim.理ure 1- SpecQum EHstrihutaonFigune 芬 Spectral DiEtrdmtianManndmEnatk of DoanmlATaite T TT) Liht輻射計(jì)和光度計(jì)的測(cè)定 輻射線在幾何學(xué)里被定義為隨著時(shí)間變化的光能（紫外?紅外）。 光度測(cè)定受控于輻射量和人眼對(duì)可見光的敏感度。功率 光功率：光源單位時(shí)間內(nèi)發(fā)出的總能量。（瓦特）發(fā)光效率對(duì)人眼可見光的感知度沒有關(guān)系和影響。舉例

3、來(lái)說(shuō)，1個(gè)瓦特的紫 外線光譜能量人眼是看不見的。 光強(qiáng)：光功率中人眼敏感的因素。（流明）（用光譜效能整合的光功率）發(fā)光效率和人類的眼睛人類的眼睛至少能感知到波長(zhǎng)為380-780奈米的磁性光譜，而最為敏感的光 波長(zhǎng)為555奈米.眼睛的敏感曲線圖如下圖3所示.CIE（國(guó)際照明協(xié)會(huì)）在 1924年采用標(biāo)準(zhǔn)的光譜發(fā)光效率圖.35C 403 450 500 550 60Q 650 703 750 砌 WsTelenprli Xlnm)Figure 3 Standard lMminc-u= Efficiency汪意:1）這個(gè)圖在白天使用是有效的.2）夜視時(shí)507 nm是另一個(gè)峰值.3）眼睛的敏感度能夠和下

4、面的例子聯(lián)系起來(lái).眼睛對(duì)470 nm藍(lán)光的感知度只有555 nm綠光的1/10.也就是說(shuō)1 mw的470 nm和555 nm的光，綠光比藍(lán)光要亮10倍.輻射量和光通量的關(guān)系光通量是由輻射量，標(biāo)準(zhǔn)發(fā)光效率和最大光譜發(fā)光效率相乘的結(jié)果來(lái)確定。公式如下：*Km （最大光譜發(fā)光效率）在人類視覺可見區(qū)域555 nm時(shí)為683 lm/w。因此，光通量二KmX0 e（入）XV（入）。光通量的簡(jiǎn)單計(jì)算（流明）1）單色光555 nm （綠光）輻射量：1 watt683X 1X 10 3 wX1.000 = 0.683 lm波長(zhǎng)：600 nm輻射功率：3 mw波長(zhǎng)為600 nm的標(biāo)準(zhǔn)發(fā)光效率系數(shù)是0.631。（由

5、圖1）光通量為：683X3X 10 3 wX0.631 = 1.292919 lm2）波長(zhǎng)的分布LED的光譜分布，是個(gè)肉眼可見光波長(zhǎng)380-780 nm輻射功率的積分再乘以最 大光譜發(fā)光效率。結(jié)果如下柱狀圖所示。.J I Figure 4 Spectral Ddstiibutian of White T.TT) T.ighr.3a0 4M 450 5M 55C GOO 700 :由 800 沁Wavelength inra7 .立體角和光強(qiáng)光強(qiáng)是點(diǎn)光源在某一方向立體角內(nèi)光通量的大小。（單位：cd二坎德拉） 立體角（孤度：sr）是一個(gè)固定的角度。1）立體角被定義為在一個(gè)被安分開2）光強(qiáng)是點(diǎn)光源在某一方向立體角內(nèi)光 的半徑r的球體上的區(qū)域。通量的大小。cd=lm/sr.對(duì)點(diǎn)光源來(lái)說(shuō)，如果圓錐的尺寸按照規(guī)則的立體角變化，那么通過圓錐體的 光通量是相同。8.照度照度是點(diǎn)光源的光在單位受照面積的光通量。（單位:勒克斯,lx）1 lux之照度為1 lumen之光通量均勻分布在面積為一平方米之區(qū)域。舉例如下：圖7中，