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发光二极管(LED)是一种电致发光的光电子半导体器件。它具有工作电压低、响应速度快、环保、节能等很多优点。近年来LED芯片制作和封装技术进展迅速,LED的功率和发光效率都有显著的提高。白光LED产品广泛应用于彩色LCD的背光照明、闪光灯及家用LED照明等领域。随着LED应用的推广,生产厂家及用户也越来越受到重视LED的各项参数,各种测试仪器也逐步应用到LED行业中,但由于LED光源的特殊性,相关的检测设备的性能和测试方法还有待进一步提高和改进。白光大功率LED应用于照明将是未来的发展趋势。在照明产品品质以及照明设计中光强分布参数是最重要的参数之一。目前,主要采用配光曲线表示LED光强分布,该方法描述了LED在过机械轴上某个切面上的光强分布情况,假定了LED光强分布具备对其机械轴有轴对称特性。但由于封装结构、芯片结构和封装质量都是影响LED光强分布的重要参数,对大量LED产品进行测试发现,LED在各个切面上的光强分布不一致。因此,我们提出了LED光强三维立体分布检测技术的研究,主要研究工作如下:
⑴理论分析LED的发光原理及封装结构对光分布的影响,利用光学软件TRACEPRO进行模拟和分析,并模拟LED光强测试的方案。
⑵根据光度学相关知识,深入掌握光度计的原理、结构和相关参数特性。设计LED光强测试通道的光度探头,使其满足计量标准的技术要求,并对其结果进行验证。
⑶搭建整个测试机构,包括多通道探测器卡座,LED转动底座,LED供电结构和光电信号放大处理等。利用NI公司的数据采集卡进行多通道数据采集和电机控制。基于软件LABVIEW设计程序对采集到的三维光强数据进行数据处理和图形化显示,使测试界面能准确、快速、全面地显示LED光强分布的三维分布特性、配光曲线和半光强角度等重要参数信息。
⑷结合最新的数字计算机技术、虚拟仪器技术和信号采集系统,基于光度学的基本原理设计出一套结构新颖研、测试精度高的LED发光强度空间三维分布自动测试系统。实验结果表明各项参数满足工业生产和计量检测的需求。