视觉函数和外量子效率的计算方法

Pint内量子效 每 率秒钟内总的载合流数子量h复 内量子效 注 率入 L电 ED 的 子电 电流 量强 h度
intqI h
int
Ihc
q
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P：光功率（mW） I：输入电流（mA） λ：峰值波长
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三、LED的内部量子效率和内部功率
内量子效率 int
辐射性复合速率 辐射性复合速率
int 总复合速率 辐射性复合 非 速辐 率射性复合速
辐射性复 辐合 射 1时 性非间 复辐合 射 1 时性间复合 1 时 r1r间 1n1r
那么LED的内部发光功率为：
。是客观亮度。
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光通量：是按照国际约定的人眼视觉特性评价的辐射能 通量（辐射功率）。用 F表示，单位：光瓦，流明
光（通lm量）的。计算公式：
F VP
波长为λ的辐射通量
若为多色光，则光通量为各单色光的总和。即：
F F 1 F 2 ( V P )
单位换算： 1光瓦等于辐射通量为1W，波长 55n5m
的黄绿光所产生的光感觉量。光瓦单位太大，常用另一较 小单位流明（ lm ）
1光瓦=683lm
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光通量的计算公式 F VP
1光瓦=683lm
F （ lm ） 6 8 3 V P
:主波长
序号
1 2 3 4 5 6 7
Φ(lm)
Φe(mW)
主波长 (nm)
0.676 13.7 461.8
1.015 20.9 461.4
内发出的光通量为 d 时，则该方向上的发光强
度为
I dF
d
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r
如图13-2，在一半径为 的球心 O
处放一光源，它向球表面lmABCD 所
包围面积 S 上发出 F 的光通量。
面积 S 在球心形成的立体角为 ：
sr2
则这一方向的发光强度为：
I F
发光强度的单位：坎德拉（Candela），符号cd。 立 体角的单位：球面度，符号 。sr 1 lm 1 cd 1 sr
视觉函数 LED外量子效率
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一、视觉函数
人眼成像过程：
人眼成像过程视细胞受到光刺激产生电脉冲－视神经中枢－大脑成像
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光度学的基础知识 1、电磁辐射和可见光谱
紫 蓝 青绿
黄橙
红
紫外光
红外光
380nm
435.8nm
546.1nm
图1、电磁波辐射波谱
700nm
780nm
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光波是一种具有一定频率范围的电磁波，人们 能用眼睛感受到的波长在380～780 nm的范围内。 波长不同，感受到的颜色就不同 。随着波长的缩短， 可见光依次为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫，只有 单一波长成分的光成为单色光。含有两种以上波长 成分的光为复合光。
物体在视线方向上的发光强度越大，投影面积越小，就 感到它越亮，即亮度越大。
亮度单位：熙提sb， 太阳亮度20万sb，蓝天0.2~2.0sb，白炽灯灯丝亮度
300~500sb。
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二、LED 外量子效率
发射出的光子数目 ext 内 部 产 生 的 光 子 总 数
P / h P I / e 1240I
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图2 相对视敏函数曲线
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光谱光效应函数 V ： 描述 人眼对不同波长单色光的视亮 度感受性的差异。如图13-1。 明视觉光谱光效应函数：将 黄绿光=555nm的感觉量定为 1，其余波长光的感觉量都小于 1，如图中的实线； 暗视觉光谱光效应函数：以 的蓝绿光=510nm的感觉量定 为1，如图中虚线。
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三、照度：
照度：表示被照面上的光通量密度。
计算公式：
设被照面无限小面积 dS上所接受的光通量为dF ， 则该点处的照度为： E dF
dS 当光通量 F 均匀分布在被照面 S 上时，则此时 被照面的照度为：E F
S 单位：勒克斯 ( l x )
1 lm 1 lx
1 m2
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四、亮度：
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明视觉光谱光效应函数
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3、光学的术语和计量单位
光通量：每秒钟内光流量的度量。单位：流明的光通量，用符 号 表示 。单位：坎德拉（cd)。
亮度：用来描述物体表明发光的量度，光源单位面积
上在法线方向上的发光强度来表示，记为B，单位是：
单位面积上的坎德拉，cd / m2
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2、相对视敏函数
人眼对波长为380~780nm内不同波长的光具有不同的敏 感程度，称为人眼的视敏特性，描述人眼视敏特性的物 理量为视敏函数和相对视敏函数。 1）视敏函数 在相同亮度感觉的条件下，不同波长光辐射功率P(λ)的倒 数用来衡量人眼对各波长光明亮感觉的敏感程度。称：K (λ) =1/ P(λ)为视敏函数。
1.354 28.25 461.1
2.008 42.64 460.7
2.319 49.65 460.6
3.247 70.82 460.1
6.056 137.6 459.2
峰值波 长(nm) 456.8 456.4
456 456 455.2 454.8 454.1
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发光强度：指光源所发出的光通量在空间的分布密度。 不同光源发出的光通量在空间的分布往往不同。 公式计算：当点光源在某一方向上的无限小立体角