МИНОБРНАУКИ РОССИИ
Санкт-Петербургский государственный
электротехнический университет
«ЛЭТИ» им. В. И. Ульянова (Ленина)
Кафедра Фотоники
отчет
по лабораторной работе №2
по дисциплине «Квантовая и оптическая электроник»
Тема: Исследование цветовых характеристик излучателей
Студенты гр. 7201 |
|
Степанов М.Ю. |
|
|
Пастушенко И.С. |
|
|
Семирякова А. |
Преподаватель |
|
Ламкин И.А.
|
Санкт-Петербург
2020
Цель работы: исследование характеристик и определение основных параметров полупроводниковых светодиодов.
Рис. 1. Схема установки
Лабораторный стенд (рис. 1) состоит из блока с 12 излучателями, первый из которых лампа накаливания, другие — светоизлучающие диоды разных цветов. Стенд содержит в себе блок питания (БП) излучателей, вольт- и амперметра, 12 излучателей. С помощью ручки «регулировка тока» изменяются токи, протекающие через излучатель. Ток и напряжение отображаются на амперметре и вольтметре. На стенд устанавливается фотометрическая сфера, которая соединена с USB спектрометром с помощью оптоволокна. Свет от излучателя поступает в интегральную сферу и по оптоволокну направляется в USB спектрометр. Внутри USB спектрометра свет раскладывается при помощи оптической призмы в спектр, который попадает на фоточувствительную линейку
Обработка результатов:
Построение спектров люминесценции излучателей:
Рис.2. Спектр излучателя лампы накаливания.
Рис.3. Спектр фиолетового светодиода.
Рис.4. Спектр синего светодиода
Рис.5 Спектр зеленого светодиода
Рис.6. Спектр салатового светодиода.
Рис.7. Спектр желтого светодиода
Рис.8. Спектр оранжевого светодиода
Рис.9. Спектр красного светодиода
Рис.10. Спектр инфракрасного светодиода.
Рис.11. Спектр фиолетового светодиода
Рис.12. Спектр белого светодиода
Рис.13. Спектр очень белого светодиода
Согласно формуле Планка, цветовая температура определяется как температура абсолютно черного тела, при которой оно испускает излучение того же цветового тона, что и рассматриваемое излучение.
Воспользуемся законом смещения Вина
T=
=
о.е.
Рис.14. Зависимость цветовой температуры рассчитанное по закону смещения Вина.
Рис.15. Зависимость цветовой температуры от тока для белого светодиода, полученные их программы
Рис.14. Зависимость пиковой длины волны излучения от тока.
Рис.15. Зависимость доминантой длины волны от тока
Рис.16. Цветовая диаграмма с нанесенной на неё кривой Планка.
На диаграмме примерно соответствуют цветовой температуре Т=3300 К.
Вывод: В данной лабораторной работе были исследованы полупроводниковые светодиоды и исследованы их спектры излучения. На Рис.1-Рис.14 изображенный спектры диодов. Видно, что пик сдвигается в сторону увеличения длинный волны. Били построены зависимости длинны волны на которой приходится пик, от приложенного тока на диод, как видно с увеличением тока пик так же сдвигается в сторону больших длин волн, особенно это видно на Рис.1-Рис.4 Доминирующая длина волны используется для обозначения цвета. Именно этот цвет видит человеческий глаз. Исследуя спектр легко можно определить цвет излучения светодиода, обратив внимание на пик интенсивности и воспользовавшись диаграммой цветности.
Протокол
