实验6-LED光色测试实验

实验6 LED光色测试实验【实验目的】1. 了解CIE色度学基本知识以及LED光色测试原理。2. 掌握LED光电系统的定标方法。3. 学习用积分球测试LED灯色坐标、光谱、光效等参数的测量方法。4. 学习LED荧光粉的光谱、色坐标的测试方法。【仪器用具】 积分球、PMS-50紫外-可见光-近红外光谱分析系统、电脑、LED芯片电光测试台、直插式LED若干个、硫酸钡等。【实验原理】积分球原理积分球又称光通球，是一个中空的完整球壳。内壁涂有白色漫反射层，且球内壁各点漫反射均匀。如图6-5，用已知色温的白炽标准灯对取代二极管位置的MgO槽照射，漫反射光经光纤对整个系统进行光谱校正。并且光源在球壁上任意一点上产生的光照度是由多次反射光产生的光照度叠加而成的，球壁上任意位置的光照度E（挡去直接光照后）与灯的光通量成正比，通过测量球壁窗口上的光照度E，以及光谱功率分布曲线就可求出光源的光通量。白光LED（WLED）光色参数的测量，可参照发光学与发光材料一书提供的方法：“置于积分球（直径100150mm）底部，发光面竖直向上（二极管的供电系统全面积分球外），积分球壁沿水平中心轴的一端开适当小窗作为1入缝。这就构成了发光二极管光色参数测量系统。如图8-5所设的一小挡板，其大小能只以挡住WLED的直射光不进入光纤入端”。上述测量方法，需有三只已知总光通量的LED作为总光通量标准。其次，在积分球顶部开一小窗，用已知色温的白炽标准灯对取代二极管位置的MgO槽照射，漫反射光经光纤对整个系统进行光谱校正。测得发光二极管的光谱功率分布（SPD）和总光通量，依据SPD，按有关计算方法求出色坐标x、y、色温Tc和显色指数Ra等。图6-5积分球原理图电光源测试系统的组成电光源测试系统=基本系统积分球稳定电源智能电量测量仪。光通量测试时，积分球是必备的，根据被测光源的大小，可选择直径1 米到2米的积分球，积分球内必须涂以中性的漫反射，积分球内的遮挡物必须减到最低程度,而且被测灯的光谱类型、形状，在可能的条件下，最好与光通量标准灯一致。【实验步骤】电光源测试 a) 点开工具菜单，选择“WY系列直流电源控制”， 选择“恒流”，输入标准灯电参数（本次实验为 0.02A）,将灯点亮稳定5min；b)选择“测试”菜单，选择“测试”菜单，点击“电光源测试”，然后单击“5nm”，会出现电参数(电压约为3.0V，电流约为20mA)和测试信息对话框，点击“确定”进入测试采用对话框；调节灵敏度为05，扫描步长为1nm，扫描波长为380nm-780nm,然后点击“开始”，仪器自动扫描；扫描完毕，自动消隐“测试对话框”，程序主画面上显示电光源测试分析结果,包括灯具光谱功率分布，光效，色坐标，色温，显色指数等；c)导出列表数据和光谱数据。【数据分析】【问题讨论】1、 简述积分球的工作原理。积分球又称光通球，是一个中空的完整球壳。内壁涂有白色漫反射层，且球内壁各点漫反射均匀。光源在球壁上任意一点上产生的光照度是由多次反射光产生的光照度叠加而成的，球壁上任意位置的光照度E（挡去直接光照后）与灯的光通量成正比，通过测量球壁窗口上的光照度E，以及光谱功率分布曲线就可求出光源的光通量。2、 如何系统评价LED灯性能好坏？一、看整体“灯具的功率因数”：功率因数低，说明使用的驱动电源、电路设计不好，会大大降低灯具的使用寿命，功率因数低，使用再好灯珠的灯具寿命也不会长。二、看“灯具散热条件-材料、结构”：LED灯具散热也是非常重要的，同样功率因数的灯具和同品质的灯珠，如果散热条件不好，灯珠在高温下工作，光衰会很大，灯具寿命会减少。三、看“灯珠品质”：灯珠品质决定于芯片品质和封装技术。四、看灯具使用的驱动电源，电源的使用寿命相对灯具的其他部分来说，寿命要短很多，电源的寿命影响灯具的整体寿命，灯珠的理论寿命在5-10万小时，而电源的寿命在0.2-3万小时，电源的设计与材料选择会决定电源的使用寿命。五、看光效：同样的灯珠功率，光效越高，亮度越高，同样的照明亮度，耗电越小，越节能。六、看电源效率，电