- •ВВЕДЕНИЕ
- •Лабораторная работа 1
- •ИССЛЕДОВАНИЕ МОЩНОСТНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ И КОЭФФИЦИЕНТА ПОЛЕЗНОГО ДЕЙСТВИЯ ИЗЛУЧАЮЩЕГО ДИОДА
- •1.1. Цель работы
- •1.2. Теоретическое введение
- •1.2.1. Энергетические параметры излучающих диодов
- •1.2.2. Технология изготовления светоизлучающих диодов (СИД)
- •1.3.2. Измерительное оборудование
- •1.3. Приборы и материалы
- •1.3.1. Экспериментальные образцы
- •1.4. Порядок проведения работы
- •1.5. Обработка результатов измерений
- •1.6. Требование к отчету
- •1.7. Контрольные вопросы и задания
- •1.8. Литература
- •Лабораторная работа 2
- •2.1. Цель работы
- •2.2. Теоретическое введение
- •2.2.1. Параметры и конструкция трехцветного светодиода
- •Основные параметры современных СИД при значении прямого тока Iпр = 20 мА
- •2.2.2. Основные параметры фотометрии
- •2.2.3. Изготовление светоизлучающих структур
- •2.3. Описание установки
- •2.4. Порядок проведения работы
- •2.4.1. Подготовка к проведению измерений
- •2.4.2. Проведение калибровки
- •2.4.3. Измерение параметров образцов
- •2.5. Обработка результатов измерений
- •2.6. Требования к отчету
- •2.7. Контрольные вопросы и задания
- •2.8. Литература
- •Лабораторная работа 3
- •ИЗМЕРЕНИЕ СПЕКТРАЛЬНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК СВЕТОДИОДОВ В ВИДИМОЙ ОБЛАСТИ СПЕКТРА
- •3.1. Цель работы
- •3.2. Теоретическое введение
- •3.2.1. Объект исследования
- •3.2.2. Технология изготовления светодиодов
- •3.3. Приборы и материалы
- •3.4. Порядок проведения работы
- •3.5. Обработка результатов измерений
- •3.6. Требования к отчету
- •3.7. Контрольные вопросы и задания
- •3.8. Литература
- •Лабораторная работа 4
- •ИЗМЕРЕНИЕ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ ФОТОДИОДОВ
- •4.1. Цель работы
- •4.2. Теоретическое введение
- •4.2.1. Фотодиоды и их вольтамперные характеристики
- •4.2.2. Монохроматическая чувствительность фотодиода
- •4.2.3. Спектральная характеристика фотодиода
- •4.2.4. Технология изготовления фотодиодов
- •4.3. Приборы и материалы
- •4.4. Порядок проведения работы
- •4.5. Обработка результатов измерений.
- •4.6. Требования к отчету
- •4.7. Контрольные вопросы и задания
- •4.8. Литература
- •Лабораторная работа 5
- •ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК МНОГОСЛОЙНОГО ИНТЕРФЕРЕНЦИОННОГО СВЕТОФИЛЬТРА
- •5.1. Цель работы
- •5.2. Теоретическое введение
- •Изготовление интерференционных фильтров
- •5.3. Приборы и материалы
- •Принцип действия и схема спектрофотометра
- •5.4. Порядок выполнения работы
- •5.5. Обработка результатов измерений
- •5.6. Требования к отчету
- •5.7. Контрольные вопросы и задания
- •5.8. Литература
Кроме рассмотренных в лабораторной работе 1 параметров светодиода важными также являются: сила света Iv, мкд и светоотдача K, лм/Вт, представляющая собой полный световой поток светодиода на единицу приложенной электрической мощности (табл. 2.1).
Таблица 2.1
Основные параметры современных СИД при значении прямого тока Iпр = 20 мА
Материал |
Цвет |
Длина волны |
Сила |
Выходная |
Внешний |
Свето- |
|
структуры |
свечения |
в максимуме |
света, Iv, |
мощ- |
квантовый |
отдача, |
|
|
|
излучения, λ, |
мкд |
ность, |
выход, |
K, лм/Вт |
|
|
Красный |
нм |
|
Pизл, мкВт |
ηЭЛ, % |
|
|
GaAlAs |
660 |
1790 |
4855 |
12,83 |
6,6 |
||
GaP |
Желто- |
565 |
63 |
30 |
0,07 |
0,6 |
|
зеленый |
|||||||
|
|
|
|
|
|
||
InGaN |
Зеленый |
520 |
2000 |
1000 |
2,01 |
6 |
|
SiC |
Синий |
470 |
9 |
11 |
0,02 |
0,01 |
|
InGaN |
Синий |
450 |
2500 |
3000 |
5,45 |
3,6 |
2.2.2. Основные параметры фотометрии
Фотометрические величины появились в ходе психофизических измерений, разработанных для оценки эффективности действия света на человеческий глаз. Эффективность этого действия определяется функцией спектральной чувствительности (функцией видности) Vλ, зависящей от длины волны. Значение функции видности для нормального зрения [1,7] по данным Международной комиссии по освещению имеет максимум при длине волны 555 нм (рис. 2.2).
Функция видности, Vλ
Рис. 2.2. Функция видности МКО
13
Одним из параметров фотометрии, характеризующих излучение, является полный световой поток F
F = 680∫ |
dPи |
Vλdλ , [лм], |
(2.1) |
dλ |
где Pи – поток излучения, создаваемый источником.
Сила света источника Iv – это световой поток от источника, приходящийся на телесный угол величиной 1 стерадиан. За стандартную международную единицу силы света принята 1 кандела (кд), определяемая как сила света, испускаемого с площади 1/600000 м2 сечения полого излучателя в перпендикулярном этому сечению направлении при температуре излучателя, равной температуре затвердевания платины (2042 К). Одна кандела при изотропности излучателя равна полному световому потоку, составляющему 4π люмена.
Световой поток источника может быть распределен в пространстве неравномерно. Для светодиодов характерна зависимость силы света Iv от угла зрения γ относительно оси светодиода. Используя эти два параметра полный световой поток можно найти интегрированием:
π/ 2 |
|
F = ∫2πsin(γ)Iv (γ)dγ . |
(2.2) |
0 |
|
Зависимость силы света от угла зрения Iv(γ) называется диаграммой направленности излучения светодиода. Диаграмма направленности индивидуальна для светодиода конкретной конструкции, т. е. она зависит от формы и материала линзы используемого кристалла, формы основания и т. д. Однако на практике вид диаграммы чаще всего определяется одним параметром – двойным углом излучения светодиода 2θ1/2, т. е. углом раскрытия воображаемого конуса, в пределах которого интенсивность выходящего излучения светодиода уменьшается вдвое. Диаграмма направленности излучения с зависимостью Iv(γ) = I0cosγ называется ламбертовской.
В данной работе измеряется сила света светодиода в направлении его оси I0. Воспользовавшись информацией о диаграмме направленности излучения (рис. 2.2), можно вычислить полный световой поток F по формуле (1.2). В табл 2.2 приведены результаты вычислений коэффициента k для диодов различных типов конструкций,
14
