龔國俊

【摘要】本文主要介紹LED的光通量和發(fā)光效率的測試原理、方法、步驟及系統(tǒng)實現(xiàn)，重點分析應(yīng)用LabVIEW構(gòu)建檢測系統(tǒng)軟件功能的實現(xiàn)，從而得到實驗檢測數(shù)據(jù)。

【關(guān)鍵詞】LED;光通量;發(fā)光效率;檢測

一、LED的光通量

在輻射度學(xué)上，LED輻射通量E用來衡量發(fā)光二極管在單位時間內(nèi)發(fā)射的總的電磁功率，單位是W（瓦）。它通常表示LED在空間4π度范圍內(nèi)，每秒鐘所發(fā)出的功率。LED光源發(fā)射的輻射通量中能引起人眼視覺的那部分，稱為光通量V，單位是流明（lm），與輻射通量的概念類似，它是LED光源向整個空間在單位時間內(nèi)發(fā)射的能引起人眼視覺的輻射通量。但要考慮人眼對不同波長的可見光的光感覺是不同的，國際照明委員會（CIE）為人眼對不同波長單色光的靈敏度作了總結(jié)，在明視覺條件（亮度為3cd/m2以上）下，歸結(jié)出人眼標(biāo)準(zhǔn)光度觀測者光譜光效率函數(shù)V（），它在555nm上有最大值，此時1W輻射通量等于683lm，如（圖1-1）所示，其中V（）為暗視覺條件（亮度為0.001cd/m2以下）下的光譜光視效率。

圖1-1 明視覺和暗視覺條件下的光譜光效率函數(shù)

明視覺條件下，輻射量向光通量的轉(zhuǎn)化表達(dá)式可以表示為：

（1-1）

暗視覺條件下，輻射量向光通量的轉(zhuǎn)化表達(dá)式可以表示為：

（1-2）

通常的測量以明視覺條件作為測量條件，并且在LED的測量時，為了得到準(zhǔn)確的測量結(jié)果，必須把LED發(fā)射的光輻射功率收集起來，并用合適的探測器（應(yīng)具有CIE標(biāo)準(zhǔn)光度觀測者光譜光效率函數(shù)的光譜響應(yīng)）將它線性地轉(zhuǎn)換成光電流，再通過定標(biāo)確定被測量的大小。

依據(jù)某一波長的光源的光通量計算式：

Φλ=KmV（λ）Φe，λ ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?（1-3）

式中：Φλ——波長為λ的光通量（lm）;

V（λ）——波長為λ的光的光譜光視效率;

Φe，λ——波長為λ的光源輻射功率（W）;

Km——最大光譜光效能，Km=638lm/W;

發(fā)光效率的計算公式：

η=Φ/P ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? （1-4）

P=UI ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?（1-5）

（注：U為工作電壓、I為工作電流、Φ為光能量）

二、LabVIEW簡介

LabVIEW是一種圖形化的編程語言的開發(fā)環(huán)境，它廣泛地被工

業(yè)界、學(xué)術(shù)界和研究實驗室所接受，視為一個標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)采集和儀器控制軟件。LabVIEW集成了與滿足GPIB、VXI、RS-232和RS-485協(xié)議的硬件及數(shù)據(jù)采集卡通訊的全部功能。它還內(nèi)置了便于應(yīng)用TCP/IP、ActiveX等軟件標(biāo)準(zhǔn)的庫函數(shù)。這是一個功能強(qiáng)大且靈活的軟件。利用它可以方便地建立自己的虛擬儀器，其圖形化的界面使得編程及使用過程都生動有趣。

圖2-1 LED的光通量和發(fā)光效率程序框圖

三、LED的光通量和發(fā)光效率的程序框圖（圖2-1）和前面板（圖2-2）

光通量是表征LED光輸出的輻射能量，標(biāo)志器件的性能優(yōu)劣。光通量是LED各個方向發(fā)光的能量之和，它與工作電流、工作電壓直接有關(guān)。

圖2-2 LED的光通量和發(fā)光效率數(shù)據(jù)顯示

隨著電流增加，LED光通量隨之增加。從功率LED的測量可以看出，其工作電流和工作電壓一般比實際值大得多，從而大大增加了功率，但其聚光性比一般LED差，雖然光通量較大，但發(fā)光效率得到明顯提升。此外，工作電壓與工作電流通過數(shù)據(jù)采集卡讀取，由于條件所限，圖3-2顯示為估算測試數(shù)據(jù)。

參考文獻(xiàn)

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