《LED原理及特性测试》实验指导.doc

光电子学实验之LED原理及特性测试实验前预习要求 通过教材或者LED说明书了解典型LED的参数（只有熟悉器件的特性才能正确使用器件） 明确本次实验的内容测量LED的哪几个特性？ 对于每个特性具体的测量原理是什么？如何进行测量？（尤其是发光强度和光谱特性实验） 自学单色仪（光栅光谱仪）的工作原理以便理解LED光谱特性测量实验起始熟悉实验仪器及系统软件 总体认识：各个部分的名称、认识提供的几种光电探测器件实物加深印象 结构认识：仔细观察各个部分的结构设计，为日后自己设计提供素材，同时提高实验效果n 关注实验平台右下角的小结构设计n 提供单色仪的内部结构图片 软件界面认识溴钨灯单色仪入缝游标型旋转平台硅光电池型光功率计电压调节钮实验一LED V-I特性测试实验注意事项 实验前将电压调节逆时针旋到极限位置；实验数据要求（分别对白光和红光LED进行实验） 首先确定电流刚开始产生到最大可达到电流Imax时对应的两个电压值V1-V2 在V1-V2之间等间隔取10组数据分别记录正向电压和正向电流数据 或者在0Imax中间等间距记录10组数据；实验报告要求 整理实验数据表格，并利用Matlab绘制出白光/红光LED的V-I特性曲线课后思考题 调研不同颜色LED的正向电压和正向电流及反向的参数特性。 LED的驱动电路如何设计？ 电路如何设计保证对待测LED的正向电压安全考虑？实验二LED 辐射强度空间分布及半值角的测量预习知识点 辐射通量和电通量的知识回顾应用光学光度学部分名词的定义 CIE标准中的平均发光强度的意义 半值角的概念操作思考题 如何保证LED的出光面始终对准转台转轴？ 光功率计调节中要注意哪些方面？ 在实验步骤2中如何快速找到最大光功率所对应的转台角度？实验提示 光功率的得到是通过CSY10E系统软件获得，打开软件选择合适的标签。然后，打开实验平台上的单色仪开关（左下角），并点击软件中的启动单色仪，待单色仪初始化完毕后就可以正常使用光功率的获取功能实验注意事项 实验前将电压调节逆时针旋到极限位置； 外界光线对实验测量有影响，甚至当外界光一定强时会造成软件异常（现象：弹出异常对话框）；实验数据要求（要求至少对红光LED进行实验，有兴趣进行普通白光LED和磨平的白光LED） 顺/逆时针从0度到90度每隔10度输入一组数据（共29+1=19组） 保存实验数据文件实验报告要求课后思考题 步骤1和步骤3中选用的反馈电阻阻值发生改变，原因是什么？反馈电阻的作用是什么？实验三LED P-I特性测试实验提示 本实验内容可以和实验一内容进行整合，在本实验中能够完成实验一的部分较小电压时对应的数据，一旦软件异常之后，继续手工记录数据即可完成实验一剩下的实验数据任务。实验数据要求（对红光LED进行实验） 软件中输入至少10组数据； 保存实验数据文件实验报告要求 整理实验数据并计算LED的辐射效率课后思考题 测量光功率的原理是什么？ 如何设计光功率计（采用硅光电池）？实验四LED 光谱特性测试实验提示 本实验关键要熟悉软件的功能操作思考题 实验二/三都将探测器接到插孔2.3，为什么本实验中的光电三极管探测器接到插孔1.2之间？实验注意事项 实验中如果错误操作软件系统设置菜单下功能，所测得的光谱特性将与事实不符实验数据要求（对白光和红光LED进行实验） 测量3801080nm区间的光谱特性曲线 通过步长为1nm扫描确定LED的峰值波长以及谱宽（仅针对红光LED） 保存实验数据文件实验报告要求课后思考题 单色仪的工作原理？如果将单色仪的入缝和出缝使用对调，会有什么结果？实验报告要求一、实验目的1 了解LED的电学特性，包括正向电流、正向压降、反向电流、反向压降；2 对LED的极限参数有明确的概念，正确、安全的使用LED；3 了解LED发光的空间特性，半值角的概念和它的意义；4 学会用CIE标准定量测量平均辐射（发光）强度及半值角。5 了解LED电流注入与辐射功率的关系及其测量方法；6 了解LED的辐射（发光）效率。7 了解LED的光谱特性及其测试方法；8 了解光电探测器的信号放大、处理的原理。9 通过电学特性的测量，理解LED的发光机理。二、实验原理1 LED的参数有哪些？2 本实验主要测量LED的哪些特性？3 CIE推荐的平均发光强度的概念，测试标准条件及具体的实验装置图4 单色仪（光栅光谱仪）分光的工作原理5 LED光谱测试所需要的实验器件，实验原理每个特性具体的测量原理，以及进行测量的实验装置和实验方法（尤其是发光强度和光谱特性实验）三、实验数据处理（曲线和数据可以上交电子版本）1 记录并整理实验一数据表格，并绘制出白光和红光LED的V-I特性曲线（MATLAB）2 记录并保存实验二数据文件，给出半值角的数值（要求至少对红光进行实验）3 记录并整理实验三数据表格，绘制P-I特性曲线，计算出LED的辐射效率4 记录并保存实验四数据文件（要求对白光和红光进行实验），给出峰值波长并计算出各自的谱宽。四、实验中遇到的问题及原因分析五、课后思考题的解答1 实验中多次选用的反馈电阻阻值发生改变，原因是什么？反馈电阻的作用是什