《LED光源與照明設(shè)計(jì)》課程教學(xué)大綱

1、LED光源與照明設(shè)計(jì)Light Emitting Diodes (LED) and Lighting Design一、課程基本情況課程類別：專業(yè)任選課課程學(xué)分：2學(xué)分課程學(xué)時(shí)：32 學(xué)時(shí)，其中講課：20學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)（含上機(jī)）：12學(xué)時(shí)，課外0學(xué)時(shí)課程性質(zhì)：選修開課學(xué)期：第7學(xué)期先修課程：模擬電子技術(shù)，固體物理適用專業(yè)：光電信息科學(xué)與工程，應(yīng)用物理學(xué)教 材：劉木清.LED及其應(yīng)用技術(shù)，化學(xué)工業(yè)出版社，2013開課單位：物理與光電工程學(xué)院二、課程性質(zhì)、教學(xué)目標(biāo)和任務(wù)本課程是專業(yè)選修課，主要講授LED的發(fā)光原理、材料體系、芯片制造技術(shù)、封裝技術(shù)，以及適用于各類照明應(yīng)用中所需的光學(xué)設(shè)計(jì)、驅(qū)動(dòng)技術(shù)與散熱技

2、術(shù)。教學(xué)目標(biāo)是，使學(xué)生掌握LED的基礎(chǔ)知識(shí)，了解LED的原材料，熟悉LED工藝和應(yīng)用設(shè)計(jì)，掌握LED性能指標(biāo)與測試方法，以及照明設(shè)計(jì)基本技能。本課程著重于學(xué)生專業(yè)技能的培養(yǎng)，學(xué)生可以了解LED的特點(diǎn)和技術(shù)進(jìn)展，掌握LED的工作原理、制備技術(shù)、設(shè)計(jì)原則和方法，為學(xué)生將來從事固體發(fā)光器件相關(guān)應(yīng)用方向的工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，靈活應(yīng)用于照明等光電相關(guān)領(lǐng)域。三、教學(xué)內(nèi)容和要求 第1章 概論 （1學(xué)時(shí)） 1.1了解電光源的發(fā)展史，了解白熾燈、熒光燈、高壓氣體放電燈的特點(diǎn) 1.2理解LED的特點(diǎn)和優(yōu)勢重點(diǎn)：LED的特點(diǎn)和優(yōu)勢難點(diǎn)：無第2章 LED材料與發(fā)光原理 （2 學(xué)時(shí)） 2.1掌握PN結(jié)、零偏置PN結(jié)、正

3、向偏置PN結(jié)、電子與空穴的復(fù)合 2.2理解能級(jí)理論、異質(zhì)結(jié)和量子阱，LED發(fā)光效率 2.3了解主要的LED材料體系重點(diǎn)：PN結(jié) LED發(fā)光效率難點(diǎn)：能級(jí)理論 LED發(fā)光材料第3章LED的光取出（2 學(xué)時(shí)） 3.1掌握影響LED光取出效率的因素 3.2了解提高LED出光效率的方法重點(diǎn)：影響LED光取出效率的因素難點(diǎn)：提高LED出光效率的方法第4章 LED的芯片制造技術(shù) （2 學(xué)時(shí)）4.1了解LED外延片制造技術(shù)的歷史發(fā)展、外延設(shè)備及襯底材料4.2掌握LED發(fā)光部分的結(jié)構(gòu)4.3了解LED芯片幾種相關(guān)的工藝制程；4.4掌握LED芯片的制作流程重點(diǎn)：LED外延片制造技術(shù) LED芯片的制作流程難點(diǎn)：LE

4、D外延片制造技術(shù)第5章 LED的封裝技術(shù)（2 學(xué)時(shí)） 5.1掌握LED封裝的關(guān)鍵問題 5.2了解LED封裝的目的以及封裝形式的發(fā)展 5.3了解小功率LED封裝和大功率LED封裝工藝與材料。重點(diǎn)：LED封裝的目的 LED封裝工藝基本流程難點(diǎn)：LED封裝工藝基本流程第6章 白光LED （2 學(xué)時(shí)） 6.1理解多基色白光LED原理 6.2掌握基于紫外芯片的白光LED技術(shù) 6.3了解藍(lán)光LED加黃色熒光粉的方法 6.4了解視覺照明對(duì)于LED技術(shù)的需求重點(diǎn)：多基色白光LED原理 紫外芯片加三基色熒光粉白光LED技術(shù)難點(diǎn)：多基色白光LED原理第7章 LED器件的性能和測試 （2 學(xué)時(shí)） 7.1理解光度學(xué)參

5、數(shù)及色度學(xué)參數(shù) 7.2掌握LED伏安特性曲線 7.3了解LED的主要電參數(shù)和熱參數(shù) 7.4掌握LED光特性的測試方法，包括分布光度計(jì)測量法、光電積分測量法、光電積分法測量法及LED光通量的問題解決 7.5掌握LED熱特性的測試方法。重點(diǎn)：LED伏安特性曲線 LED的主要電參數(shù) LED光特性測試方法難點(diǎn)：LED伏安特性曲線 LED光通量的問題解決第8章 LED的光學(xué)設(shè)計(jì) （2 學(xué)時(shí)） 8.1了解LED光學(xué)設(shè)計(jì)的特點(diǎn) 8.2掌握LED光學(xué)設(shè)計(jì)的方法以及主要的LED燈具光學(xué)系統(tǒng)形式 8.3了解自由曲面的二次光學(xué)設(shè)計(jì)重點(diǎn)：LED光學(xué)設(shè)計(jì)的方法難點(diǎn)：LED光學(xué)設(shè)計(jì)的方法第9章 LED的驅(qū)動(dòng)與控制技術(shù) （

6、2 學(xué)時(shí)） 9.1了解LED驅(qū)動(dòng)的一般特點(diǎn) 9.2掌握開關(guān)型直流驅(qū)動(dòng)電路，以及交流驅(qū)動(dòng)電路 9.3了解LED的控制電路，包括LED的調(diào)光控制、信號(hào)線型控制、無線網(wǎng)絡(luò)控制及LED大規(guī)?？刂萍夹g(shù)重點(diǎn)：LED開關(guān)型直流驅(qū)動(dòng)電路難點(diǎn)：LED控制電路第10章 LED燈具的散熱 （1 學(xué)時(shí)） 10.1了解熱量對(duì)LED性能的影響，結(jié)溫對(duì)光效、壽命及波長的影響 10.2了解散熱的基本原理 10.3掌握主動(dòng)型散熱和被動(dòng)型散熱的主要方法重點(diǎn)：LED散熱的主要方法難點(diǎn)：LED燈具的散熱的基本原理第11章 LED的主要燈具設(shè)計(jì)與照明應(yīng)用 （2 學(xué)時(shí)） 11.1了解中小功率LED燈具的一般特點(diǎn) 11.2掌握LED球泡燈

7、、LED投射燈、LED直管燈和LED筒燈的應(yīng)用 11.3了解大功率LED燈具的一般特點(diǎn) 11.4掌握LED路燈、隧道燈、LED廠礦燈和大功率LED投光燈的應(yīng)用重點(diǎn)：中小功率LED的主要應(yīng)用領(lǐng)域 大功率LED的主要應(yīng)用領(lǐng)域難點(diǎn)：大功率LED燈具使用案例四、實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目及學(xué)時(shí)數(shù)分配如下序號(hào)項(xiàng)目名稱所需學(xué)時(shí)內(nèi) 容 提 要項(xiàng)目要求實(shí)驗(yàn)類型必開選開1LED性能測試4LED綜合參數(shù)測試儀平臺(tái)驗(yàn)證2LED燈具設(shè)計(jì)4使用TracePro軟件LED光學(xué)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)3LED照明設(shè)計(jì)4使用DIALux軟件進(jìn)行LED照明設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)五、課程考核1. 作業(yè)：2 次。實(shí)驗(yàn)報(bào)告3次。2考核方式：課程論文或閉卷考試。3. 總評(píng)成績計(jì)算方式：平時(shí)成