word文檔可自由復制編輯題目：LED光譜功率測試技術研究

開題報告填寫要求1．開題報告作為畢業設計（論文）答辯委員會對學生答辯資格審查的依據材料之一。此報告應在指導教師指導下，由學生在畢業設計（論文）工作前期內完成。2．開題報告內容必須按教務處統一設計的電子文檔標準格式（可從教務處網頁上下載）填寫并打印（禁止打印在其它紙上后剪貼），完成后應及時交給指導教師審閱。3．開題報告字數應在1500字以上，參考文獻應不少于15篇（不包括辭典、手冊，其中外文文獻至少3篇），文中引用參考文獻處應標出文獻序號，“參考文獻”應按附件中《參考文獻“注釋格式”》的要求書寫。4．年、月、日的日期一律用阿拉伯數字書寫，例：“2008年11月26日”。1．畢業設計（論文）綜述（題目背景、研究意義及國內外相關研究情況）1.1綜述發光二極管(LightEmittingDiode簡稱LED)作為新型光電發光器件，由于它的低碳環保、體積小、重量輕、成本低、壽命長的優勢，正越來越受到人們的追捧，發展勢頭異常迅猛。伴隨著LED技術和半導體照明產業的快速發展LED標準體系的建立和檢測技術服務平臺的建設工作也越來越迫切。LED作為一種新型光源應用在照明領域，其結構、特性、應用等，與白熾燈、熒光燈等傳統光源相比，均存在很大差別。加之LED及LED應用產品的多樣性、多變性、創新性，相關技術的突破發展和新產品的不斷涌現，造成目前LED標準、檢測、評估等工作的相對滯后，成為影響LED半導體照明產業發展的瓶頸。本課題主要研究LED光譜功率測試技術等相關內容。1.2題目背景和意義LED，即半導體發光二極管，利用固體半導體技術直接發出紅、黃、藍、綠、青、橙、紫、白等多彩的光，實現了高效及全彩色的照明效果，具有亮度高、節能、省電、壽命長、體積小等一系列優點，被廣泛應用于城市照明、道路照明、交通信號指揮、各類盛大活動的彩色照明與燈光裝飾、廣告業等，如2008年奧運會的水立方，開幕式上的畫卷，漢字變幻及60年國慶的光立方等。照明消耗約占整個電力消耗的20%，大大降低了照明用電，是節省能源的重要途徑，為實現這一目標，業界已研究開發出許多種節能照明器具，并達到了一定的成效，半導體照明光源即LED光源就是基于這種背景下產生。同樣照明效果下，LED的耗電量是白熾燈泡的十分之一，熒光燈管的四分之一，也就是同樣照明效果下，LED光源比普通的白熾燈省電十分之一。自19世紀60年代LED問世以來,隨著材料及半導體工藝的發展,LED已開始應用于指示燈、數字和文字顯示,但性能參數(如功率、光強、色溫、發光效率等)的制約,局限了LED向照明領域的應用。其中，LED光譜功率測試技術是評價LED省電和照明效果的關鍵參數，因其體積小、定向發光、亮度高等特點，從而在品質的評價和檢測方法方面產生許多新的問題。其測量結果的一致性超過了10%，導致無法準確評價LED產品的質量。因此，本論文的研究具有重要的現實意義。1.3國內外研究現狀LED的發光面小、光束狹窄、亮度高、發光具有方向性等特點決定了其檢測的特殊性。為了應對LED檢測問題,在1999年日本京都舉行的IEC年會上,與會的發達國家代表提議由CIETC34(照明技術委員會)制定白光LED相關標準。目前,世界各國均在組織研究LED的測試技術,例如:美國國家標準技術研究院(NIST)作為世界知名測試研究機構,目前也在組織測試專家進行開展LED測試技術的研究,試圖建立整套的LED測試方法和技術標準;日本成立了“白光LED測試研究委員會”,專門研究照明用白光LED的測試方法和技術標準。世界發達國家為了搶占LED研究的制高點,在LED生產、研究測試方面都投入了大量的人力物力,十分注重LED特性參數及測試方法研究。由于企業界內部及相互之間對標準認識的不一致嚴重阻礙了LED產品的進一步應用和產業化的發展。我國由于缺乏LED的產品統一標準,造成現有LED品質參差不齊,差距很大。雖然一些企業引進或研發了部分檢測設備,但缺少專業的研究,導致設備水平低、儀器配套性差、檢測精度低,造成不同廠家之間的檢測結果和研究機構的結果可能存在相當大的誤差,且檢測結果相互之間不好對比。各計量部門也因為國內無統一的標準來量傳而無法滿足實際應用的需求。總的來說,我國在LED光學特性檢測評價水平與國外發達國家仍有較大差距。2．本論文研究的主要內容和擬采用的研究方案、研究方法或措施2.1本論文研究的主要內容主要開展LED光源光譜功率測試技術研究，包括LED光譜特性、光功率及發光效率等測試方法，并搭建測試裝置，通過對國內外LED光源光譜功率各種測試方法的研究和實驗數據的處理分析，掌握LED光源光譜功率測試技術，并了解LED光源在照明行業的應用和發展。2.2擬采取的研究方案本論文實驗結構主要由積分球測光系統、光纖傳輸及耦合部分、光柵光譜儀、SSPD光電陣列探測器、數據采集與處理系統等組成，積分球測光系統提供了均勻的漫射光斑，由光纖及其耦合部分導入光柵光譜儀進行分光、數據采集，最后由計算機進行計算與處理。2.2.1LED光源總通量、發光效率的測量總光通量的測量原理框圖見如圖2.1，主要由標準光源部分、積分球測光部分、標準探測器及數據的采集處理等組成，其核心部分是積分球測光系統，積分球測光系統主要由積分球、窗口、檔板及特殊支架等組成，如圖2.1所示，以滿足總光通量相對法的測量要求。探測器及數據采集部分計算機數據處理積分球測光系統探測器及數據采集部分計算機數據處理積分球測光系統標準燈LED光源圖2.1總光通量原理圖根據目前LED光源發光特性，積分球的內部設計分為兩種情況：圖2.2(a)測量位于球體的中心；圖2.2(b)測量位于球體的一側。同時，由于LED光源種類繁多，單支LED和模塊LED化的體積差別很大，所以積分球測光系統需要配備100mm、500mm滿足各種類型LED的測量。擋板被測燈具被測燈具光度計標準LED燈標準LED燈光度計擋板擋板被測燈具被測燈具光度計標準LED燈標準LED燈光度計擋板（a）測量位于中心（b）測量位于側面圖2.2積分球測量光通量的原理圖由于光源的發光機制不同，或者其設計、制造工藝的不同，盡管消耗的電功率相同，但發出的光通量卻相差很遠。常用發光效率來衡量一個光源的節能情況，定義為：每瓦消耗電功率發出的光通量數。若用P表示光源消耗的電功率，η表示發光效率，則由下式計算節能光源的發光效率：(2.1)由上式可知，分別測量光源的總光通量和電功率P，就可以獲得光源的發光效率。2.2.2LED光譜功率測試技術研究窗口LED標準燈窗口擋板數據的采集與處理系統數據的采集與處理系統分光光譜儀圖2.3LED光譜功率測試原理LED光譜特性是光源的基本輻射特性，描述光功率隨波長的分布情況，一般用相對光譜功率曲線表示。當標準光源輻射的信號經輸入光學系統、光譜儀的分光系統到達探測器接收面上時，光源的光譜輻射Φs(λ)與探測器的輸出信號is(λ)、輸入光纖透射系數ρ(λ)、光譜儀的傳遞函數F(λ)、以及探測器的響應度R(λ)成正比。即：（2.2）由于標準光源輻射的Φs(λ)分布已知，輸出信號is(λ)可由快速高精度的數據采集電路獲得，令（2.3）K(λ)稱為光譜儀的校準系數。當測量被測光源時，根據上述的測量原理，同樣有：（2.4）由于（2.5）則被測光源能量分布Φ(λ)可由下式獲得：（2.6）將獲得的Φt(λ)連成一條線，便可獲得LED節能光源在不同波長下光譜特性曲線。3．本論文研究的重點及難點，前期已開展工作3.1研究重點及難點重點：掌握LED光源光學參數的基本概念和測試方法、測試設備，包括LED光譜特性、光功率、發光效率、顏色特性等等。掌握實驗方法和LED常規測試設備的使用。3.2前期要準備的相關措施通過查閱大量的國內外技術資料，整理分析，設計初步方案。確定開題報告格式，完成開題報告4．完成本論文的工作方案及進度計劃（按周次填寫）(1-3)熟悉題目，查找參考資料，初步方案設計，完成開題報告。(4-8)掌握LED光源光學參數的基本概念和測試方法，包括LED光譜特性、光功率、發光效率等等。(9-13)撰寫畢業論文。(14-15)完善資料，準備畢業答辯。參考文獻[1]AlievEugeny.DETECTORBASEDAPPROACHINHIGHBRIGHTNESSLEDMEASUREMENT./Kreader/CatalogViewPage.aspx?dbCode=IPFD&filename=ZGVU200707001097&tablename=IPFD2008&compose=&first=1&uid=,2007.[2]金鵬,王一峰.LuminousefficacyofwhiteLEDinthemesopicvisionstate[J].OptoelectronicsLetters,2009,(4):1673-1905.[3]/spbg/show.php?id=13280&ids[4]盧飛.LED參數測試裝置的研究和設計[D].西安工業大學,2013.[5]詹鈺君.大功率白光LED熒光粉測試系統的設計與實現[D].武漢理工大學,2012.[6]王文杰.LED光源與光學特性檢測[J].江蘇現代計量,2111.[7]葉煒,竺景.LED檢測技術及儀器[C].2007年中國（廈門）LED照明與裝飾論壇暨城市夜景建設研討會論文集,2007.[8]任豪.LED照明檢測問題及其平臺建設芻議[J].中國科技財富,2010.[9]王英杰.照明LED光學參數測試技術及應用研究[D].西北大學,2010.[10]林衛國.LED光譜電性參數測試技術的研究與開發[D].武漢理工大學,2006.[11]張天真.“十城萬盞”：星光璀璨不是夢[J].中國科技財富,2010.[12]時清.LED檢測[C].海峽兩岸第十屆照明科技與營銷研討會專題報告文集,2003.[13]朱虹，張艷琦.國際LED照明產業標準化發展現狀研究[J].2013.[14]周倩.基于專利的LED產業發展研究[D].2012.[15]陸小建,徐明泉,張建