LED光源是怎么發(fā)光的？LED光源有哪些光學(xué)參數(shù)？

LED光源是一種固體冷光源，它被認(rèn)為是21世紀(jì)最有價(jià)值的新光源，它將取代現(xiàn)有的日光燈和白熾燈成為照明市場的主導(dǎo)光源。那么，LED光源是怎么發(fā)光的？LED光源有哪些光學(xué)參數(shù)？本文為大家介紹了LED光源的定義、原理及特點(diǎn)等，對LED光源知識感興趣的朋友不妨了解一下！

什么是LED光源？

LED是固體光源，被認(rèn)為是21世紀(jì)最有價(jià)值的新光源，它將取代現(xiàn)有的日光燈和白熾燈成為照明市場的主導(dǎo)，是照明技術(shù)的一場新革命，它將在一定程度上改善人類的生活以及生產(chǎn)方式。LED照明的應(yīng)用前景被寄予厚望，并在全世界都掀起了高潮。

在1965年全球第一款商用化發(fā)光二極管做成。1968年，LED的研發(fā)利用氮摻雜工藝使器件的效率達(dá)到了1流明/瓦，并能夠發(fā)出橙光、紅光以及黃色光。此時(shí)，我國的第一批發(fā)光二極管開始進(jìn)入市場。1971年又推出了具有相同效率的綠色芯片LED。1990年，LED業(yè)界有了新的成果，紅光四元材料的LED被開發(fā)出來，新的LED的光通量比標(biāo)準(zhǔn)器件的性能要高出了10倍。

在1991年-2001年這幾年里，因?yàn)椴牧霞夹g(shù)、外形方面和芯片尺寸的進(jìn)一步發(fā)展使得商用化的LED光通量提高了將近20倍。在1990 年推出的基于碳化硅芯片材料 LED的發(fā)光效率約是0.04流明/瓦，以前的發(fā)光強(qiáng)度很少有超過15mcd的。

在1994年日本日亞公司研制出了藍(lán)色超高亮度LED。至此彩色顯示所需的三基色藍(lán)、綠、紅、黃和橙等多種顏色的LED就都達(dá)到了坎德拉級的發(fā)光強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)了全色化以及超高亮度化，使基于LED的發(fā)光強(qiáng)度達(dá)到了坎德拉級，實(shí)現(xiàn)了全色化以及超高亮度化，打從而達(dá)到了基于LED的戶外全色顯示。

1998年飛利浦公司運(yùn)用大尺寸的芯片封裝出了1W級的大功率器件，讓人們第一次看到了半導(dǎo)體光源進(jìn)入普通照明領(lǐng)域的曙光。它被認(rèn)為是21 世紀(jì)最有價(jià)值的新光源，將取代日光燈和白熾燈成為照明市場主導(dǎo)，使得照明技術(shù)面臨了一場新的革命。

LED光源的發(fā)光原理：

LED是一種固態(tài)的半導(dǎo)體器件，它能直接把電轉(zhuǎn)化為光。其核心是一個(gè)半導(dǎo)體的晶片，晶片的一端是負(fù)極，附在一個(gè)支架上，另一端連接到電源的正極上，使整個(gè)的晶片被環(huán)氧樹脂封裝起來。

半導(dǎo)體的晶片由兩部分組成，一部分是空穴占主導(dǎo)地位的P型半導(dǎo)體，另一端是電子的N型半導(dǎo)體。兩個(gè)部分連接起來時(shí)，形成了一個(gè)P-N結(jié)。當(dāng)電流通過導(dǎo)線作用在晶片上的時(shí)候，電子會被推向P區(qū)，在P區(qū)里空穴和電子復(fù)合，就會以光子的形式發(fā)出來能量，這就是LED的發(fā)光原理。光的波長也就是光的顏色，是由形成P-N結(jié)的材料所決定的。目前也可以制造各種不同波長的LED。一般的LED晶片都是由稼基晶體所形成的，這個(gè)稼基晶體里邊包含的熒光粉產(chǎn)生的一種特定顏色。

LED光源的光學(xué)參數(shù)介紹：

LED的光學(xué)參數(shù)中重要的參數(shù)為：波長、光通量、發(fā)光強(qiáng)度、發(fā)光效率和光強(qiáng)分布。

發(fā)光效率是光通量與電功率的比值，發(fā)光效率表明了光源的節(jié)能特性，這也是衡量現(xiàn)代光源性能的重要指標(biāo)。

LED的發(fā)光強(qiáng)度是表征在某個(gè)方向上的發(fā)光的強(qiáng)弱，因?yàn)長ED在不同的空間角度光強(qiáng)相差很多，所以就必須要研究LED的光強(qiáng)分布特性。這個(gè)參數(shù)的實(shí)際意義很大，直接影響到了LED顯示裝置的最小觀察角度。比如在體育場館里的LED大型彩色顯示屏，如果選用的LED單管分布范圍是很窄的，那么處于較大角度的面對顯示屏的觀眾將看到失真的圖像。而且交通標(biāo)志燈也要求人們能識別到較大的范圍。

對于LED光譜的特性主要還是要看它的單色性是否優(yōu)良，而且要注意到藍(lán)、紅、綠、白、黃色LED等主要顏色是否純正。因?yàn)樵诤芏鄨龊舷?，比如對顏色要求比較嚴(yán)格的交通信號燈，不過據(jù)觀察現(xiàn)階段我國的一些LED信號燈中紅色的為深紅，綠色發(fā)藍(lán)，因此對LED光譜的特性進(jìn)行一下專門的研究是非常必要而且非常有意義的。

LED的光輸出量會隨著封裝方法的不同以及芯片的類型等其他的一些區(qū)別而變化的。但在國際上目前還沒有一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)去衡量它的亮度。一般以軸向的一個(gè)光點(diǎn)上的高度值來衡量的LED的發(fā)光總量的，并且用燭來表示。一個(gè)具有很高亮度值的LED，并不能代表它的光輸出量就會很高，要計(jì)算出其總輸出量，就必須考慮發(fā)光角度。不同封裝外殼的芯片LED就會有不同的亮度值。如果兩個(gè)LED有相同的亮度值，那么發(fā)光角度越大的輸出量也會越大。

LED光源的性能特點(diǎn)：

LED與其他光源相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1.環(huán)保。由于LED是由無毒材料制成的；

2.體積小。LED是一塊很小的晶片被封裝在環(huán)氧樹脂里面；

3.顏色豐富。它既有白色的，也有發(fā)各種單色光的；

4.耗電量低。LED耗電非常低，它的功耗不超過 0.8W；

5.堅(jiān)固耐用。LED不易損壞，幾乎可以免維護(hù)；

6.高亮度、低熱量。是普通鎢絲燈泡的兩倍；

7.使用壽命長。通常LED的使用壽命可達(dá)10萬小時(shí)。