2012年度十大光学技术论文

2012-12-11 14:53

　　七、LED的光学特性

　　发光二极管有红外（非可见）与可见光两个系列，前者可用辐射度，后者可用光度学来量度其光学特性。

　　1 发光法向光强及其角分布Iθ

　　发光强度（法向光强）是表征发光器件发光强弱的重要性能。LED大量应用要求是圆柱、圆球封装，由于凸透镜的作用，故都具有很强指向性：位于法向方向光强最大，其与水平面交角为90°。当偏离正法向不同θ角度，光强也随之变化。发光强度随着不同封装形状而强度依赖角方向。

　　发光强度的角分布Iθ是描述LED发光在空间各个方向上光强分布。它主要取决于封装的工艺（包括支架、模粒头、环氧树脂中添加散射剂与否）

　　⑴为获得高指向性的角分布

　　①LED管芯位置离模粒头远些；

　　②使用圆锥状（子弹头）的模粒头；

　　③封装的环氧树脂中勿加散射剂。

　　采取上述措施可使LED2θ1/2=6°左右，大大提高了指向性。

　　⑵当前几种常用封装的散射角（2θ1/2角）圆形LED：5°、10°、30°、45°

　　2 发光峰值波长及其光谱分布

　　⑴LED发光强度或光功率输出随着波长变化而不同，绘成一条分布曲线--光谱分布曲线。当此曲线确定之后，器件的有关主波长、纯度等相关色度学参数亦随之而定。

　　LED的光谱分布与制备所用化合物半导体种类、性质及pn结结构（外延层厚度、掺杂杂质）等有关，而与器件的几何形状、封装方式无关。

　　下图绘出几种由不同化合物半导体及掺杂制得LED光谱响应曲线。其中LED光谱分布曲线

　　1蓝光InGaN/GaN2绿光GaP：N3红光GaP：Zn-O

　　4红外GaAs5Si光敏光电管6标准钨丝灯

　　①是蓝色InGaN/GaN发光二极管，发光谱峰λp=460～465nm；

　　②是绿色GaP：N的LED，发光谱峰λp=550nm；

　　③是红色GaP：Zn-O的LED，发光谱峰λp=680～700nm；

　　④是红外LED使用GaAs材料，发光谱峰λp=910nm；

　　⑤是Si光电二极管，通常作光电接收用。

　　由图可见，无论什么材料制成的LED，都有一个相对光强度最强处（光输出最大），与之相对应有一个波长，此波长叫峰值波长，用λp表示。只有单色光才有λp波长。

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