简易发光二极管测试方法
环境和管基温度;
正向电流。
6.2.4 方法2004:辐射通量和辐射效率
6.2.4.1 目的
测量被测LED器件在规定条件下的辐射通量(功率)和辐射效率。
6.2.4.2 测试框图(见图10)
图10 方法2002测试框图

图10 方法2002测试框图
注:被测LED器件发射的光辐射经积分球壁的多次反射,导致产生一个均匀的与辐射通量成比例的面辐射出射度,一个位于球壁的探测器测量这个面辐射出射度,一个漫射屏挡住光线,不使探测器直接照射到被测器件的光辐射。被测器件、漫射屏、开孔的面积和球面积比较应该相对较小,球内壁和漫射屏表面应有均匀的高反射率漫反射镀层(最小0.8)。球和探测器组合应该用辐射标准进行校准,测量单位为瓦特。应该考虑到峰值发射波长和辐射通量由于功率消耗产生的变化。
6.2.4.3 测量步骤
被测量器件放在积分球入口处,不要使光线直接到达探测器,给被测器件施加规定的正向电流IF,辐射探测系统测量出辐射通量,将辐射通量数值除以正向电流IF 和正向电压VF 的乘积值即为辐射效率。
6.2.4.4 规定条件
环境和管基温度;
正向电流。
6.2.5 方法2005:峰值发射波长、光谱辐射带宽和光谱功率分布
6.2.5.1 目的
在规定正向工作电流下,测量被测LED器件的峰值发射波长,光谱辐射带宽和光谱功率分布。
6.2.5.2 测试框图(见图11)
图11 方法2005测试框图

D:被测LED器件;
G:电流源;
L:聚焦透镜系统;
G:电流源(直流或脉冲);
D2,D3:消除杂散光光栏;
M:单色仪;
RM:包括光阑D1的辐射探测系统。
注:单色仪的波长分辨率和带宽应该使测试有合适的精度。辐射探测系统的光谱响应应该校准。为便于测量,曲线峰值可以用100%表示。如果单色仪的光谱透过率和辐射探测系统的光谱灵敏度不是常数,记录的测量数据应该修正。
6.2.5.3 测量步骤
在需要的光谱范围内调整单色仪的波长直到辐射测量系统获得最大读数, 相应的波长就是峰值波长 (λp ),然后往λp 的两边调整单色仪的波长直到峰值波长读数的一半,获得相对应的波长λ1 和λ2 ,两者之差就是光谱辐射带宽(见图12)。按照要求的波长间隔分别测量记录每个波长时的光谱功率数值,即为光谱功率分布。
图12 光谱分布带宽

6.2.5.4 规定条件
环境和管基温度;
规定的正向电流(直流或脉冲)。
6.3 3000类:光电特性测试方法
6.3.1 方法3001: 开关时间
6.3.1.1 目的
测量被测LED器件的开启时间ton (开启延时时间td(on) +上升时间tr )和关闭时间toff (关闭延时时间td(off) +下降时间tr )。
6.3.1.2 测试框图(见图13)
图13 方法3001测试框图

D:被测LED器件;
G1:高阻电流脉冲发生器;
G2:直流电流偏置电源;
G3:直流电压偏置电源;
Rd: 匹配发生器阻抗的电阻;
RL: 负载电阻;
M:测量仪器;
PD:光电二极管;
Syn:同步信号。
注:光电二极管的开关时间,实验电路和测量仪器的延迟时间,输入电流脉冲的上升时间和下降时间都应该足够短以保证不影响测量精度。在光脉冲顶部获得的平均输出功率(见图1)没有必要等于直流偏置电流与输入脉冲电流之和时的连续辐射功率。
6.3.1.3 测量步骤
把规定的直流和脉冲电流加到被测器件,用测量仪器M测量开关时间。100%的辐射输出功率电平就是辐射脉冲顶端获得的平均输出功率。0%电平是在直流偏置电流时的输出功率。
6.3.1.4 规定条件
环境和管基温度;
直流偏置电流;
光学窗口;
光学结构。
7 量值传递
发光强度是LED器件主要光参数,由于有些LED非点光源且各向异性,在近场条件下,LED光度测试过程中会产生很多误差。因此CIE推荐用LED平均强度的概念来作为LED发光强度测量的基础.目前最好的LED测试技术是将被测LED和在光谱和空间功率分布与其尽可能接近一致的参照标准样管进行比对测试.发光强度测试仪器和参照标准样管的标定和校准必须采用统一的方法和基准。
8.1 原理
发光强度的单位是坎德拉(candela,符号为cd),它是国际单位制的七个基本单位之一。1979年前世界上只有9个国家建立了光强基准,我国很早就建立了光度基准和2856K色温的光强度工作基准。因此,确定由国家或省(市)级法定计量测试部门标定的2856K光强标准灯作为发光强度传递的工具。
8.2 方法
a)用色温为2856K的光强标准灯对LED测试系统进行校准和标定。
b)用具有CIE标准光度观测者光谱响应的光电探测器分别对专门挑选的LED器件和色温为2856K的光强标准灯进行比对测试,对不同光谱功率分布的LED器件求得他们的光谱修正系数(SCF,Spectral correction factor),从而把标准灯光强数值传递到LED器件上,以此作为LED光强参照标准样管.但是作为参照标准样管的LED器件必须有严格的要求。它们主要是:
--优良的稳定性,必须进行严格的筛选和老化,必须规定最少老化时间;
--采用光轴和机械轴重合的LED器件作参照样管.或采用光强(辐射)分布图形近似为圆形的器件。
--参照标准样管工作时,必须使其在恒定的温度和驱动电流(20mA)下工作,保证其有一个恒定的光学输出.
c)建立专门实验室进行仲裁性测试和各种参照标准样管的定标。
附录1. 基本辐射度量和光度量
1. 辐射度量
1.1 辐射能Qe radiant energy
以辐射的形式发射,传输和接收的能量,单位为J(焦耳)。
1.2 辐射通量Φe radiant flux
辐射通量又常称为辐射功率(radiant power)Pe ,是辐射源发射,传输和接收的功率.单位为瓦(W),如以t表示时间,辐射通量定义为
Φe =dQe/dt
1.3 辐射强度Ie radiant intensity
辐射强度定义为在给定方向上的立体角元内,离开点辐射源(或辐射源面元)的辐射通量dΦe与该立体角元 dΩ的比值.单位为瓦/球面度(W/sr ).


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