電子知識(shí)：LED光學(xué)特性檢測(cè)的國(guó)內(nèi)外進(jìn)展

１概述

    自１９７６年第一個(gè)紅光ＬＥＤ問世以來，經(jīng)過3０年的發(fā)展，ＬＥＤ已形成各種光譜系列產(chǎn)品，單個(gè)ＬＥＤ的功率也從最初的零點(diǎn)零幾瓦發(fā)展至幾瓦乃至數(shù)十瓦。２００１年白光ＬＥＤ研制成功，人們期待ＬＥＤ最終能進(jìn)入照明領(lǐng)域，甚至進(jìn)入家庭照明。最新白光ＬＥＤ的研究成果更是激動(dòng)人心。小功率ＬＥＤ的發(fā)光效率已達(dá)１００l(fā)m/W。特別是ＲＧＢ－ＬＥＤ的研究結(jié)果表明，ＬＥＤ也與常規(guī)三基色熒光燈一樣，可以獲得各種不同的色溫和均勻的照明環(huán)境。

    ＬＥＤ光源的進(jìn)展和人們對(duì)它在照明領(lǐng)域中應(yīng)用的期待，也對(duì)相應(yīng)的光學(xué)檢測(cè)技術(shù)有了新的要求。由于ＬＥＤ的光學(xué)特性與傳統(tǒng)光源有較大差別，需要研究開發(fā)適應(yīng)這種新型光源的測(cè)量方法。

２國(guó)際照明委員會(huì)（ＣＩＥ）技術(shù)委員會(huì)（ＴＣ）相關(guān)ＬＥＤ的技術(shù)特性研究

    國(guó)際照明委員會(huì)（ＣＩＥ）的兩個(gè)分部：Ｄ１（視覺和顏色分部）、Ｄ２（光和輻射測(cè)量分部），正在研究白光ＬＥＤ的顯色性和相關(guān)的計(jì)量問題，并已轉(zhuǎn)發(fā)Ｄ１∶ＴＣ１－６５，ＴＣ１－６２這兩個(gè)研究色表的目視測(cè)量和ＬＥＤ的顯色性的文件草案。

    ＴＣ１－６２文件《ＣｏｌｏｕｒＲｅｎｄｅｒｉｎｇｏｆＷｈｉｔｅＬＥＤＬｉｇｈｔＳｏｕｒｃｅｓ》可能部分替代ＣＩＥ１３．３－１９９５出版物。這兩個(gè)文件已進(jìn)入投票階段。

    ＴＣ１－６２文件《ＣｏｌｏｕｒＲｅｎｄｅｒｉｎｇｏｆＷｈｉｔｅＬＥＤＬｉｇｈｔＳｏｕｒｃｅｓ》介紹了白光ＬＥＤ顯色指數(shù)ＣＲＩ的目視實(shí)驗(yàn)結(jié)果。ＣＩＥ１３．３－１９９５出版物中規(guī)定了ＣＲＩ的計(jì)算方法，如果白光ＬＥＤ對(duì)ＣＲＩ進(jìn)行計(jì)算的結(jié)果與目視結(jié)果有矛盾，文件確定存在這一矛盾。技術(shù)報(bào)告的結(jié)論是：應(yīng)用包括白光ＬＥＤ在內(nèi)的顯色性計(jì)算時(shí)，ＣＩＥＣＲＩ并不適用。技術(shù)委員會(huì)建議Ｄ１建立一組新的顯色指數(shù)，這些顯色指數(shù)不立即替代目前的ＣＩＥ顯色指數(shù)計(jì)算方法。新的顯色指數(shù)作為ＣＩＥＣＲＩ的補(bǔ)充，在成功地應(yīng)用組合新的顯色指數(shù)后才能確定替代目前ＣＲＩ的計(jì)算方法。Ｄ２成立專門的技術(shù)委員會(huì)ＴＣ２－４５研究ＬＥＤ的測(cè)量方法：ＴＣ２－４５文件《Ｍｅａ-ｓｕｒｅｍｅｎｔｏｆＬＥＤＳ》正在投票中，它將會(huì)替代ＣＩＥ１２７出版物。

３ＬＥＤ發(fā)光效率極限值

    長(zhǎng)期以來，半導(dǎo)體研究專家探索各種新技術(shù)以提高ＬＥＤ的內(nèi)、外量子效率，２００６年已有小功率白光ＬＥＤ發(fā)光效率達(dá)１００ｌｍ/Ｗ的報(bào)導(dǎo)。為確定合理的ＬＥＤ發(fā)光效率期待值，需要從光度學(xué)、色度學(xué)的基礎(chǔ)上計(jì)算ＬＥＤ發(fā)光效率極限值。

    １９７９年１０月，第十屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)（ＣＧＰＭ）定義了新坎德拉（ｃｄ）?？驳吕ǎ悖洌榘l(fā)出單色輻射頻率５４０．０１５４