LED光源是什么光源？LED光源是一種固態(tài)的半導體冷光源，具有壽命長、節(jié)能環(huán)保、微型化等顯著優(yōu)點，已被廣泛應用于照明、背光源及顯示屏領域，是目前市面上一種主流的節(jié)能光源。那么，LED光源有哪些光學參數(shù)？本文對LED光源的特點及其主要光學參數(shù)作了介紹，對LED光源知識感興趣的朋友可以了解一下！

LED光源是什么光源？

LED是英文Light Emitting Diode（發(fā)光二極管）的縮寫，是一種固態(tài)的半導體冷光源，它是利用半導體化合物材料制成PN結的光電器件，其發(fā)光原理是：當PN結內(nèi)的電子與空穴復合時，電子由高能級躍遷到低能級，電子將多余的能量以發(fā)射光子（電磁波）的形式釋放出來，產(chǎn)生電致發(fā)光現(xiàn)象。與傳統(tǒng)照明技術相比，LED的最大區(qū)別是結構和材料的不同，它由能夠將電能轉化為可見光的半導體材料構成，上下兩層裝有電極，中間是導電材料，就像一塊漢堡包，可以發(fā)光的導電材料是夾層中的“肉餅”。這種新型的固態(tài)照明必將帶來人類照明領域的第三次革命。LED光源具有以下特點：

1.發(fā)光效率高，節(jié)能效果好。

2.白光光譜質量好，光譜中沒有紫外線和紅外線，屬健康光源。

3.壽命長：光通量衰減到70%的理論壽命達5萬～10萬h。

4.響應時間短，適合于頻繁開關以及高頻運作的場合。

5.綠色環(huán)保，LED組成材料里無有害和污染環(huán)境成分。

6.控制靈活，易于調(diào)光，可以實現(xiàn)多種彩色效果。

7.具有良好的顯色性，對物體的色澤還原效果好。

8.LED單面發(fā)光，是防止產(chǎn)生光污染的理想光源。

LED的環(huán)保特征是在LED構成的各種材料里，不會對環(huán)境產(chǎn)生污染，同時，LED照明的發(fā)光效率非常高，可以節(jié)省大量的電能，這也是世界各國競相發(fā)展這一照明技術的重要原因，隨著LED成本的進一步降低，LED會廣泛應用在照明的各個領域。

LED光源的主要光學參數(shù)介紹：

LED光源的光度學參數(shù)主要包括光通量、發(fā)光強度、相對光譜能量分布、峰值波長以及光譜半波寬度等。

1.光通量

在輻射度學上，LED輻射通量用來衡量發(fā)光二極管在單位時間內(nèi)發(fā)射的總電磁功率。它通常表示LED在4π空間范圍內(nèi)單位時間所發(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，它是單位時間內(nèi)LED光源向整個空間發(fā)射的能引起人眼視覺的輻射通量。但人眼對不同波長的可見光的感覺是不同的，為此國際照明委員會（C1E）為人眼對不同波長單色光的靈敏度作了總結，在亮度為3cd/m2以上的明視覺條件下，歸結出標準光度觀測者光譜光效率函數(shù)v（λ），它在555nm上有最大值。其中v（λ）為亮度為0.001cd/m2以下的暗視覺條件下的光譜光視效率。

明視覺條件下，輻射量向光通量的轉化表達式為：

暗視覺條件下，輻射量向光通量的轉化表達式為：

光通量的測量通常有兩種方法，并且通常在明視覺條件下測試。一種是用積分球收集總的輻射量，然后用已知光通量的標準燈與被測燈作比較，從而得到被測燈的光通量；另一種方法是用分布式光度計測量被測光源發(fā)光強度的空間分布，計算后得到光通量。

2.發(fā)光強度

發(fā)光強度表示光源在給定方向上的單位立體角內(nèi)發(fā)射的光通量。假設光源是一個點光源或光源距離探測器足夠遠以致光源面積可以忽略不計時，發(fā)光強度可以表示為：

其中dΩ是點光源在某一方向上所張的立體角，如下圖所示。

在LED光強測試中通常用CIE推薦的“平均發(fā)光強度”概念，即照射在離LED一定距離處的光探測器上的光通量Φv與由探測器構成的立體角的比值。其中立體角可將探測器的面積S除以測試距離d的平方計算得到，因而有如下計算式：

CIE關于近場條件下的LED測試，有兩個推薦的標準條件：CIE標準條件A和CIE標準條件B。這兩個條件都要求所用的探測器有一個面積為1cm2的圓形入射孔徑。主要區(qū)別在于LED頂端到探測器的距離，立體角和平面角（全角）的不同。

3.相對光譜能量分布P（λ）

LED的相對光譜能量分布P（λ）是在光輻射波長范圍內(nèi)，各個波長的輻射能量分布情況，通常用相對光譜能量分布來表示，如下圖所示。

LED的光譜分布與所用的材料性質及PN結結構等有關，而與器件的幾何形狀、封裝方式無關。

4.峰值波長λp

峰值波長λp和光譜半波寬度△λ=λ2-λ1是LED相對光譜能量分布曲線的重要參數(shù)。峰值波長定義為相對光譜功率分布曲線上相對光輻射最強處所對應的波長，它由半導體材料的發(fā)光中心的能級位置決定。

5.光譜半波寬度△λ

光譜半波寬度△λ定義為相對光譜能量分布曲線上，兩個半極大值強度處對應的波長差，如上圖所示，它標志著光譜純度，同時也可以用來衡量半導體材料中對發(fā)光有貢獻的能量狀態(tài)的離散度，LED的發(fā)光光譜半寬度一般為30-100nm，光譜寬度窄意味著單色性好、發(fā)光顏色鮮明。