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白光LED色温、显色性及 配色荧光粉荧光光谱的应用方案

白光LED色温、显色性及 配色荧光粉荧光光谱的应用方案

本文关键词: 新能源光度
摘要
研究背景
发光二极管(light-emitting diode,简称LED)是一种能将电能转化为光能的半导体电子元件,被称为第四代光源,现已广泛地应用于显示器、电视机采光装饰和照明。在照明中,白光是最常被使用的光源色。白光是多种单色光的复合光,通常白光LED的解决方案有两种,第一种通过蓝光LED与可被其激发的黄色荧光粉配合形成白光;第二种是通过红、绿、蓝三基色LED混合形成白光。其中第一种方案由于其低成本和高的蓝光效率而得到了较广泛地应用,但是以这种方式发出的白光的波长不均衡,并且存在蓝色强度过高,容易引起睡眠障碍的问题,即现在讨论热烈的“蓝光问题”。近来紫色LED得到了更多的关注,利用紫色LED激发红、绿、蓝三色荧光粉可以得到白光,其发光效率较蓝光LED与黄色荧光粉组合更高,并且发光光谱分布均衡,显色指数也更好,更接近自然光。综上来看,白光LED在研发和生产中,需要被关注的性能参数有色温和显色指数等绝对辐射颜色测量中的参数,以及荧光粉的荧光光谱等荧光测量中的参数。
 LED  紫光LED与红、绿、蓝荧光粉配置
             蓝光LED+黄色荧光粉                    红、绿、蓝LED                    紫光LED与红、绿、蓝荧光粉配置
 
 

应用测量原理介绍

该应用的测量包括绝对辐射颜色检测以及荧光检测。

绝对辐射颜色检测的原理基于国际照明委员会采用的色度和光度理论。白光LED检测中所关注的色度参数包括色温和显色性:

1.  色温:是指光源发射光的颜色与黑体在某一温度下辐射光色相同时,黑体的温度成为该光源的色温。色温是衡量光源光色的指标,色温偏低表示光色偏暖(红色),偏高则表示光色偏冷(蓝色)。

2.  显色性:是指光源显现被照物体颜色的性能,也就是颜色逼真的程度。光源的显色性,是由光源的光谱功率分布所决定的,光谱连续的光源显色性好,物体在该光源下,所呈现的颜色就较逼真。显色指数(color rendering index,简称CRI)可用于定量分析人工光源(诸如LED)对色彩感知度的作用。

荧光检测基于如下荧光产生原理,即入射到物质中的光子能量使组成该物质的原子中的电子从基态跃迁至激发态,又由于高能量激发态不稳定而再跃迁回基态,并将多出的能量以光的形式释放,从而产生荧光。

微型光纤光谱仪优势:

微型光纤光谱仪白光LED检测中,具有以下显著的优势:

1.  体积小巧,适合原位在线监测;      

2. 易于操作、控制;

3. 成本低,适合工业现场使用;        

4. 色彩分辨率高;        

5. 可定量分析。

海洋光学推荐配置

 FOIS积分球绝对辐射颜色测量系统配置

1.  白光LED色温、显色指数检测

海洋光学的微型光纤光谱仪,在配置收光器件(例如,光纤;光纤+余弦校正器;或者光纤+积分球)以及绝对辐射校准光源后即可应用于LED光源的颜色、发光通量/强度检测。具体配置如下:

光谱仪FLAME

光纤UV-VIS、VIS-NIR(根据所测光源波段选择)

收光器件积分球FOIS-1(or 余弦校正器 CC-3);

校准光源HL-3-INT-CAL (or HL-3-CAL)。   

OceanView颜色测量可选的输出参数 CIE1931 色坐标、色温测试结果举例

OceanView颜色测量可选的输出参数                         CIE1931 色坐标、色温测试结果举例

2.  配色荧光粉的荧光光谱检测

紫光LED激发荧光粉的荧光光谱检测系统配置

紫光LED激发荧光粉的荧光光谱检测系统配置

海洋光学的微型光纤光谱仪,在配置激发光源、采样附件(例如,比色皿支架)后可应用于荧光物质的荧光光谱检测。具体配置如下:

光谱仪QEPro

光源:蓝光LED或者紫光LED(根据所需激发光源波段选择);

光纤UV-VIS、VIS-NIR(根据激发光源及待测波段选择);

采样附件比色皿支架

 
 
 
 
光纤光谱仪