Question

衡量LED器件光电转换优劣的参数主要有哪些

Answer 1

LED作为电一光转换的发光器件，衡量其性能优劣的参数很多，有电学的、有光学的，还有热学方面的，但最基本的，可以用它的电一光转换方面的参数来衡量。

对于普通用作指示灯的LED器件，常用它在规定电流IF下的发光强度一烛光（烛光用符号cd或mcd）表示）来反映它的电一光转换能力。LED的发光强度是指其法向方向发出的光的强度，它与观察的角度相关，不同角度光强不同，这是必须弄清的。光强这一参数对于用做“看灯”的LED比较合适。
对于将LED用作“照亮被照物”的照明光源来说，光有发光强度似乎不太适用于LED在照明上的评估。但不论LED作什么用途，评价它的电一光转换优劣，可以用二个参数，即发光效率和辐射光通量来评价。
发光效率是指LED在规定的电功率下（也可以在规定的IF下）它发射出的光的功率的大小。知道了LED发射的光功率和施加在PN结上的电功率，则他们两者的比就是电一光转换效率μe-L即：μe-L=Plight/ Pe×100%.
目前LED最好的μe-L约在17%，即Plight≤170mw，显然它的电光转换效率不是很高。 LED输出的光功率Plight 都可以客观反映LED的发光能力，对于可见光或不可见光都一样，然而不同波长的可见光，尽管其发出一样的光功率，但人眼对其视觉效果却都不一样，特别是照亮度被照物时的灰度感觉可以有较大差异，不直观。为此人们又用另一参数——辐射光通量（单位为流明）来评估，它用符号φ表示。辐射光通量对于人的视觉效果相对比较一致，不同波长但相同的光通量对于人眼视觉感觉是相同的，较适用于评价照明光源。它的定义是：在一个所有方向上光强Iv=1cd的电光源，其辐射的光通量为4π流明（流明符号为lm），用公式表示为（63-1）式：
φ=Iv·dΩ （63-1）
式中dΩ为单位辐射立体角
由（63-1）式可知LED发光强度Iv=φ/dΩ，即LED的发光强度是单位立体角的光通量。利用（63-1）式可对φ和Iv进行互换，条件是要知道dΩ。
由于辐射光通量对于不同发光波长的LED发出的光对人眼的感觉相对上比较统一，因此被用作LED光电参数的衡量依据之一，它与发射角也无关。于是在规定的电功率下，LED辐射的光通量φ与电功率Pe的比被定义作LED的流明效率，它由式（63-2）表示，单位为lm/w。
μ（e-φ）=（φ/Pe） （63-2）

流明效率是又一个衡量LED电一光转换效率的参数，也是在照明领域来表示单位电功率下光辐射的强弱的常用参数之一。