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發(fā)光二極管（Light-Emitting Diode, LED）是一種基于半導(dǎo)體電致發(fā)光原理的固態(tài)光源，因其高效、穩(wěn)定和光譜可控等特性，成為科研領(lǐng)域的核心工具。

原理

LED的發(fā)光是由于正向偏壓下PN結(jié)的載流子復(fù)合過程。半導(dǎo)體材料通過摻雜工藝形成P型與N型半導(dǎo)體，二者結(jié)合時(shí)構(gòu)成PN結(jié)。在P型半導(dǎo)體中，摻入三價(jià)元素（如硼）會(huì)產(chǎn)生大量空穴（正電荷載流子）；而在N型半導(dǎo)體中，摻入五價(jià)元素（如磷）會(huì)引入自由電子（負(fù)電荷載流子）。當(dāng)P型與N型材料接觸時(shí)，界面處因載流子濃度差異發(fā)生擴(kuò)散：電子從N區(qū)向P區(qū)移動(dòng)，空穴從P區(qū)向N區(qū)移動(dòng)。擴(kuò)散后，界面附近形成一個(gè)幾乎沒有自由載流子的區(qū)域，稱為耗盡層。耗盡層內(nèi)，N區(qū)殘留帶正電的離子，P區(qū)殘留帶負(fù)電的離子，從而產(chǎn)生由N區(qū)指向P區(qū)的內(nèi)建電場(chǎng)。該電場(chǎng)阻礙載流子進(jìn)一步擴(kuò)散，最終達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡。

當(dāng)對(duì)PN結(jié)施加正向偏壓（P區(qū)接電源正極，N區(qū)接負(fù)極）時(shí)，外電場(chǎng)方向與內(nèi)建電場(chǎng)相反，削弱了耗盡層的電勢(shì)差。此時(shí)，電子從N區(qū)注入P區(qū)，空穴從P區(qū)注入N區(qū)，兩者在耗盡層內(nèi)相遇并復(fù)合。復(fù)合過程中，電子從導(dǎo)帶（高能級(jí)）躍遷至價(jià)帶（低能級(jí)），能量差以光子形式釋放，這一現(xiàn)象稱為電致發(fā)光.

性能參數(shù)

中心波長(zhǎng)是LED光譜中光強(qiáng)最大值對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)，一般直接由半導(dǎo)體材料的能帶結(jié)構(gòu)決定。

半高寬為光譜中峰值強(qiáng)度50%處對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)范圍，是表征光源單色性的重要指標(biāo)。晶萃光學(xué)JCOPTIX提供24款單色LED，波長(zhǎng)分別為365 nm、385 nm、395 nm、405 nm、415 nm、450 nm、470 nm、500 nm、530 nm、556 nm、590 nm、600 nm、620 nm、630 nm、660 nm、720 nm，850 nm，880 nm，970 nm，1050 nm，1200 nm，1300 nm，1550 nm和1650 nm。

色溫是用于描述白光LED的顏色的參數(shù)，定義為黑體在相同顏色下對(duì)應(yīng)的溫度，單位為開爾文（K）。低色溫（<3500 K）對(duì)應(yīng)暖白光（紅光成分多），高色溫（>5000 K）對(duì)應(yīng)冷白光（藍(lán)光成分多）?，F(xiàn)在常見的白光LED是在藍(lán)色二極管發(fā)光面上涂上黃色熒光材料，通過藍(lán)光激發(fā)黃光，混合后實(shí)現(xiàn)白光，可通過改變熒光粉配比來調(diào)節(jié)色溫。晶萃光學(xué)JCOPTIX提供多種色溫（4000K、5000K、5700K等）的白光LED。

工作電壓，即LED正常工作所需的正向電壓，不同顏色的LED具有不同的驅(qū)動(dòng)電壓，與材料本身特征和器件阻抗有關(guān)。

工作電流，即LED正常工作的的電流，一定范圍內(nèi)，LED的發(fā)光強(qiáng)度和電流成正比。由于LED為電流驅(qū)動(dòng)器件，需采用恒流電源可以避免電壓波動(dòng)引起的亮度變化。晶萃光學(xué)JCOPTIX提供的LED控制器可以滿足0到1200 mA電流驅(qū)動(dòng)的各類LED。LEC1-B具有前后上三個(gè)面板。其中上部面板具有輸出電流調(diào)節(jié)旋鈕，前部面板包含控制器限流旋鈕和模式切換開關(guān)。后部面板包含15V直流電源插口、標(biāo)準(zhǔn)SMA觸發(fā)信號(hào)接頭、以及標(biāo)準(zhǔn)四芯LED線纜連接頭。其中輸出電流限流調(diào)節(jié)開關(guān)可用于調(diào)節(jié)LED控制器最大輸出電流。通過平頭螺絲刀旋轉(zhuǎn)箭頭方向調(diào)節(jié)輸出電流限流，從200 mA至1200 mA連續(xù)可調(diào)。輸出電流調(diào)節(jié)旋鈕可用于打開LED控制器以及連續(xù)調(diào)節(jié)LED輸出電流。LEC1-B型LED驅(qū)動(dòng)器提供的模式切換開關(guān)可以隨意切換三種工作模式：恒流模式（CW），調(diào)制模式（MOD）和觸發(fā)模式（TRIG）。

光衰率：LED的光強(qiáng)往往會(huì)隨著時(shí)間發(fā)生非線性衰減，可以用光衰率描述LED光輸出隨時(shí)間衰減的程度，通常以光通量一定時(shí)間內(nèi)的穩(wěn)定值與初始值的之間比值來表征。LED光衰與多種原因有關(guān)，其中熱效應(yīng)會(huì)對(duì)LED性能有顯著影響,高溫會(huì)導(dǎo)致輸出光功率下降甚至波長(zhǎng)偏移.因此,需采用合理的散熱設(shè)計(jì)來維持LED光源的穩(wěn)定性。晶萃光學(xué)JCOPTIX提供的LED后端排布優(yōu)化后的散熱片，極大降低LED光致熱，實(shí)現(xiàn)功率穩(wěn)定輸出，消除LED溫升導(dǎo)致光輸出功率下降的問題。

光束發(fā)散角：又稱為視角，指光強(qiáng)降低至一半時(shí)所對(duì)應(yīng)的的角度，取決于芯片結(jié)構(gòu)與封裝設(shè)計(jì)。

發(fā)光強(qiáng)度：?jiǎn)挝豢驳吕?，即cd。光源在給定方向的單位立體角中發(fā)射的光通量定義為光源在該方向的（發(fā)）光強(qiáng)（度），發(fā)光強(qiáng)度是針對(duì)點(diǎn)光源而言的，或者發(fā)光體的大小與照射距離相比比較小的場(chǎng)合。這個(gè)量是表明發(fā)光體在空間發(fā)射的會(huì)聚能力的。

光通量：?jiǎn)挝涣髅?，即lm。光源在單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射出的光量稱為光源的發(fā)光通量。同樣，這個(gè)量是對(duì)光源而言，是描述光源發(fā)光總量的大小的，與光功率等價(jià)。光源的光通量越大，則發(fā)出的光線越多。

光照度：?jiǎn)挝焕湛怂辜磍x（以前叫l(wèi)ux）。1流明的光通量均勻分布在1平方米表面上所產(chǎn)生的光照度。