LED光源的光学特性检测

3.LED的分类

(1)按发光管发光颜色分

按发光管发光颜色分，可分成红色、橙色、绿色(又细分黄绿、标准绿和纯绿)、蓝光等。另外，有的发光二极管中包含二种或三种颜色的芯片。

根据发光二极管出光处掺或不掺散射剂、有色还是无色，上述各种颜色的发光二极管还可分成有色透明、无色透明、有色散射和无色散射四种类型。散射型发光二极管和达于做指示灯用。

(2)按发光管出光面特征分

按发光管出光面特征分圆灯、方灯、矩形、面发光管、侧向管、表面安装用微型管等。圆形灯按直径分为φ2mm、φ4.4mm、φ5mm、φ8mm、φ10mm及φ20mm等。国外通常把φ3mm的发光二极管记作T-1;把φ5mm的记作T-1(3/4);把φ4.4mm的记作T-1(1/4)。

由半值角大小可以估计圆形发光强度角分布情况。

从发光强度角分布图来分有三类：

A.高指向性。一般为尖头环氧封装，或是带金属反射腔封装，且不加散射剂。半值角为5°～20°或更小，具有很高的指向性，可作局部照明光源用，或与光检出器联用以组成自动检测系统。
B.标准型。通常作指示灯用，其半值角为20°～45°。
C.散射型。这是视角较大的指示灯，半值角为45°～90°或更大，散射剂的量较大。

(3)按发光二极管的结构分

按发光二极管的结构分有全环氧包封、金属底座环氧封装、陶瓷底座环氧封装及玻璃封装等结构。

(4)按发光强度和工作电流分

按发光强度和工作电流分有普通亮度的LED(发光强度100mcd);把发光强度在10～100mcd间的叫高亮度发光二极管。一般LED的工作电流在十几mA至几十mA，而低电流LED的工作电流在2mA以下(亮度与普通发光管相同)。

4.LED光学特性研究

国际照明委员会(CIE)技术委员会关于LED的技术特性的研究分为两个分部。即：视觉和颜色分部(D1)和光和辐射测量分部(D2)。白光LED的显色性和相关的计量问题正在研究，并已转发D1∶TC1-65，TC1-62这两个研究色表的目视测量和LED的显色性的文件草案。

TC1-62文件《Colour Rendering of White LED LightSources》可能部分替代CIE 13.3-1995出版物。这两个文件已进入投票阶段。

CIE 13.3-1995出版物中规定了CRI的计算方法，如果白光LED对CRI进行计算的结果与目视结果有矛盾，文件确定存在这一矛盾。技术报告的结论是：应用包括白光LED在内的显色性计算时，CIE CRI并不适用。技术委员会建议D1建立一组新的显色指数，这些显色指数不立即替代目前的CIE显色指数计算方法。新的显色指数作为CIE CRI的补充，在成功地应用组合新的显色指数后才能确定替代目前CRI的计算方法。D2成立专门的技术委员会TC 2-45研究LED的测量方法：TC 2-45文件《Mea-surement ofLEDS》正在投票中，它将会替代CIE 127出版物。中国照明网技术论文·电光源

5.LED发光效率极限值

长期以来，半导体研究专家探索各种新技术以提高LED的内、外量子效率，2006年已有小功率白光LED发光效率达100lm/W的报导。为确定合理的LED发光效率期待值，需要从光度学、色度学的基础上计算LED发光效率极限值。

1979年10月，第十届国际计量大会(CGPM)定义了新坎德拉(cd)。坎德拉(cd)为发出单色辐射频率540.0154×1012Hz(波长555nm)的光源在给定方向上的发光强度，在该方向上的辐射强度为：
1cd=(1/683)W/sr(波长555nm);1cd=1lm/sr;1W=683lm(波长555nm)。

如果忽略供电损耗、内量子效率、外量子效率数值，可以计算出各种光源和LED的发光效率极限值。
人眼光谱光效率与理想等能白光的光谱功率分布不尽相同。由于人眼的光谱响应特性，理想等能白光经加权计算后，可以得到在可见光谱范围内的理想等能白光极限发光效率为182.45lm/W。

在照明领域中，一种新型光源的诞生，其寿命、光效是重要的质量指标，但它对各种颜色的显色特性是照明光环境的另一重要质量指标。低压钠灯的2条黄色光谱线的理论发光效率可达450lm/W，实际光效超过200lm/W。但由于它的显色特性差，最终被高压钠灯、金卤灯所替代。

考察LED这一新型光源，在牺牲一些显色性指数Ra的条件下与理想等能白光比较，白光LED的极限发光效率还会高一些，大约在200lm上下。对于一个实际应用于照明领域中的白光LED，发光效率的目标值设定在150～160lm/W是合理的。

除了照明应用的白光LED外，各种光谱的LED的发光效率也可根据数据进行估算。红(643nm)、绿(535nm)、蓝(460nm)的LED作为三基色，其极限发光效率值也可根据数据进行估算。