基于LabVIEW的LED光通量和发光效率的检测

龚国俊

【摘要】本文主要介绍LED的光通量和发光效率的测试原理、方法、步骤及系统实现，重点分析应用LabVIEW构建检测系统软件功能的实现，从而得到实验检测数据。

【關键词】LED;光通量;发光效率;检测

一、LED的光通量

在辐射度学上，LED辐射通量E用来衡量发光二极管在单位时间内发射的总的电磁功率，单位是W（瓦）。它通常表示LED在空间4π度范围内，每秒钟所发出的功率。LED光源发射的辐射通量中能引起人眼视觉的那部分，称为光通量V，单位是流明（lm），与辐射通量的概念类似，它是LED光源向整个空间在单位时间内发射的能引起人眼视觉的辐射通量。但要考虑人眼对不同波长的可见光的光感觉是不同的，国际照明委员会（CIE）为人眼对不同波长单色光的灵敏度作了总结，在明视觉条件（亮度为3cd/m2以上）下，归结出人眼标准光度观测者光谱光效率函数V（），它在555nm上有最大值，此时1W辐射通量等于683lm，如（图1-1）所示，其中V（）为暗视觉条件（亮度为0.001cd/m2以下）下的光谱光视效率。

图1-1 明视觉和暗视觉条件下的光谱光效率函数

明视觉条件下，辐射量向光通量的转化表达式可以表示为：

（1-1）

暗视觉条件下，辐射量向光通量的转化表达式可以表示为：

（1-2）

通常的测量以明视觉条件作为测量条件，并且在LED的测量时，为了得到准确的测量结果，必须把LED发射的光辐射功率收集起来，并用合适的探测器（应具有CIE标准光度观测者光谱光效率函数的光谱响应）将它线性地转换成光电流，再通过定标确定被测量的大小。

依据某一波长的光源的光通量计算式：

Φλ=KmV（λ）Φe，λ                        （1-3）

式中：Φλ——波长为λ的光通量（lm）;

V（λ）——波长为λ的光的光谱光视效率;

Φe，λ——波长为λ的光源辐射功率（W）;

Km——最大光谱光效能，Km=638lm/W;

发光效率的计算公式：

η=Φ/P                       （1-4）

P=UI                          （1-5）

（注：U为工作电压、I为工作电流、Φ为光能量）

二、LabVIEW简介

LabVIEW是一种图形化的编程语言的开发环境，它广泛地被工

业界、学术界和研究实验室所接受，视为一个标准的数据采集和仪器控制软件。LabVIEW集成了与满足GPIB、VXI、RS-232和RS-485协议的硬件及数据采集卡通讯的全部功能。它还内置了便于应用TCP/IP、ActiveX等软件标准的库函数。这是一个功能强大且灵活的软件。利用它可以方便地建立自己的虚拟仪器，其图形化的界面使得编程及使用过程都生动有趣。

图2-1 LED的光通量和发光效率程序框图

三、LED的光通量和发光效率的程序框图（图2-1）和前面板（图2-2）

光通量是表征LED光输出的辐射能量，标志器件的性能优劣。光通量是LED各个方向发光的能量之和，它与工作电流、工作电压直接有关。

图2-2 LED的光通量和发光效率数据显示

随着电流增加，LED光通量随之增加。从功率LED的测量可以看出，其工作电流和工作电压一般比实际值大得多，从而大大增加了功率，但其聚光性比一般LED差，虽然光通量较大，但发光效率得到明显提升。此外，工作电压与工作电流通过数据采集卡读取，由于条件所限，图3-2显示为估算测试数据。

参考文献

[1]岂兴明.LabVIEW8.2入门与典型实例[M].北京：人民邮电出版社，2008.

[2]杨希峰.多功能LED参数测试系统的研制[J].半导体光电，2007.

[3]吕亮.LED光学参数的测量技术和国家光度标准的研究[J].液晶之家，2009.

[4]文茂强.LED技术全攻略[J].电子工程专辑，2009.