LED太阳模拟器控制系统研究

针对目前LED太阳模拟器合成光谱与太阳光谱匹配不佳的情况,提出了一种基于光谱合成原理,利用LED光强调节技术与反馈控制技术,对全波段太阳光谱进行模拟的LED太阳模拟器控制系统的设计方法,实现任意波段LED光强单独调节的目标,解决了合成光谱细节优化的难题。根据LED结温对其发光特性的影响,利用热电制冷与反馈控制技术相结合,有效的控制了LED光源阵列的工作温度。实验验证LED太阳模拟器合成光谱与太阳光谱的匹配度达到了AM1.5的A级标准。     

真丝织物上槐米染料的光老化研究

模拟槐米染色真丝绸文物在展览时的光照老化过程,设计了一套系统的光老化实验.采用荧光紫外灯、卤素灯和白光LED灯,对自制槐米染色丝绸样品进行光老化实验.得到了三种照明条件下染料的褪色规律曲线,并用高效液相色谱对光老化的内在规律和机理进行分析.结果表明:紫外辐射对槐米染料破坏非常严重;LED灯光谱集中在450 nm波段的蓝光部分,槐米对该波段能量吸收较多,故LED灯下槐米染料褪色较快;槐米色素主要成分色谱峰面积的变化呈现很好的规律性.     

不同电流下大功率发光二极管光谱参数分析

以大功率蓝光、绿光、黄光、白光LED为研究对象,利用WGD-8/8A组合式多功能光栅光谱仪测量4种颜色的LED光谱特点,研究大功率LED在不同电流下的光谱.结果发现,随着电流的增加,除蓝光光谱中的峰值波长在大电流的情况下出现红移外,其他3种发光二极管都出现蓝移的现象.     

基于线阵CCD的LED光谱参数测量研究

从光度学和色度学中有关光谱、颜色测量的原理出发,针对发光二极管(LED)光谱测量应用的要求,介绍一种能用于LED光谱参数测量的系统设计,并在实践中对相关的理论和测试方法进行探讨和验证.该系统采用反射式平面光栅作为分光器件,线阵CCD作为多通道光电转换器件,通过实验测量出LED的光谱功率分布参数,同时计算出反映LED发光特性的峰值波长及反映目视感觉的主波长等.     

红色磷光材料R-4B对白光LED性能的影响

照明用LED一般通过蓝光芯片与黄色荧光粉结合的方式实现白光,但该方式普遍存在显色指数不高,缺失红光成分的问题.本文通过研究红色磷光材料R-4B的吸收光谱与激发光谱,分析其特性;通过在黄色YAG:Ce荧光粉中添加比例分别为0、2%、4%、6%、10%、12%的红色磷光染料R-4B,制备了相应的白光LED,研究了掺杂该红色磷光染料对白光LED性能的影响.研究发现:R-4B能够被LED管芯辐射的450nm的蓝光激发;把它掺杂在YAG:Ce荧光粉中不仅可以增加白光LED光谱中红光成分,而且使光谱在560~680nm之间出现光谱展宽效应,从而有效改善了器件的发光性能.     

基于PWM的LED灯模拟自然光强系统的设计

LED是一种具有高效节能、绿色环保、使用寿命长等优点的新型光源.本文所述的LED灯模拟自然光强系统,以AT89C51单片机为核心控制芯片,实现在阴雨天的昏暗早晨,利用LED灯补光以模拟最佳自然光强渐亮的效果,将有助于改善人们起床后的精神状态.系统采用PT4115大功率LED恒流驱动方案,可实现对LED灯的多级PWM调光控制.本文给出了系统的硬件与软件设计,并以自然光强变化的拟合曲线作为标准,对LED光亮进行控制.     

氙灯模拟太阳光谱滤光片的研制

通常太阳模拟器选用大功率短弧氙灯来模拟太阳光,但氙灯光谱在近红外波段区域与真实的太阳光谱存在差异,根据光谱差异的大小,通过选择合适的薄膜材料并采用真空镀膜的方法,研制出0.3～2.5μm波段范围的光学滤光片,对短弧氙灯光谱进行了校正,把波长在0.8～1.1μm之间偏离太阳光谱的辐射次峰滤掉,校正后的光谱辐照分布接近太阳光谱,其辐照匹配度符合AM1.5太阳光谱的A级匹配标准。     

盲信号分离的光声光谱微量气体测量技术研究

基于传统毒气报警器受自身的探测灵敏度的限制,对混在毒气里的微量毒气不能有效测量这一缺陷,研究基于盲信号分离的光声光谱微量气体测量技术。设计一种采用LED光源离轴石英增强型光声光谱测量有毒有害气体的检测平台,用盲源分离方法对混合气体红外吸收谱区域有重叠的气体进行分离。根据实验数据,光声光谱气体传感器可以有效地检测微量气体,并且可以达到一定测量精度。     

基于卤钨灯和LED的复合光源设计与实现

在光谱检测技术中所采用的光谱范围通常在紫外-可见光波段,同时要求该光源能够输出连续、稳定且光强较强的光,一般的单一光源很难满足这个要求.通常卤钨灯在可见光波段能很好的满足光谱检测分析,但在紫外波段无法满足要求.鉴于此,紫外LED灯可以弥补卤钨灯在紫外波段光强较弱的缺陷.为了实现紫外-可见光-近红外复合光源的设计,采用恒压输出驱动不同功率紫外LED灯,实现光谱光强的均匀性,最终设计成功一款小型紫外-可见光-近红外复合光源.     

基于白光LED的日光光谱拟合及混光设计

通过优化算法得到白光LED和31种单色LED的最优组合,用于模拟日光在380~780nm可见光范围内的光谱,并对最优组合进行混光设计。利用混光原理计算出最优组合中各种LED使用的颗数,合理设计LED位置及排列方式,借助光学模拟仿真软件进行类日光光源的光学仿真。仿真结果表明,模拟日光光源色度学参数为色温5 665K,色坐标(0.328 7,0.342 0),显色指数95.3,设计的光源达到类日光光源效果。     

碳化硅与氮化硅一维光子晶体的模拟

根据白光发光二极管(LED)的发光特点,在LED蓝光光源和荧光粉之间,设计了碳化硅与氮化硅一维光子晶体,对蓝光的频率进行有选择的透射,而其他频率的光,则尽可能地增加反射,从而提高出光效率.     

一种用于书写阅读的LED照明系统设计与仿真

概括了LED在照明领域中的应用,根据光度学原理和LED发光特性在CAD软件中建模了三维多圆环LED阵列,实现了均匀发光的球面光源并建模了旋转圆锥反射灯罩模型．导入TraeePro中进行光线追迹,得到照度分布图,符合照明要求．该设计结构简单,节省了设计时间与制造成本．     

光斜入射下光栅公式与特性研究

主要讨论了当入射光斜入射光栅表面时的光栅衍射公式。分析光在不同入射方向下的光栅公式的具体表达式，认为在讨论的三种光栅公式中第二种光栅表达式易理解且计算方便。讨论了光斜入射下的衍射光光谱。当入射光斜入射光栅表面时，通过改变入射光的斜入射角度，在衍射光一侧存在着一个最小衍射光谱线位置，并分析了斜入射光下的光栅特性。     

白光高压LED的加速老化实验研究

在120℃的环境温度下,对两组GaN基白光高压发光二极管（HV LED）进行了电流对比加速老化实验。实验中,分别向两组HV LED通入20mA和30mA的恒流电流,通过其老化前后光色电性能参数、I-V曲线以及光照度的变化,分析老化的内在机理;根据样品在不同波段的光谱能量变化及其比值,找出LED老化中主要的影响因素。研究结果表明,随着老化时间的增加,芯片电极的欧姆接触退化,以及芯片材料中的缺陷增多,使HV LED电极脱落、芯片发生严重断裂,从而导致芯片老化失效。     

建筑景观照明设计中光源光谱与环境作用的关系

景观照明设计师一般从实践中理解所设计环境要素,而相对缺乏对光源光谱以及景观形成的深刻理解,从而导致不能预期景观照明最终带来的效果,目前景观照明中存在照明情境不符、过度照明、光污染等问题。通过从光谱理论的角度探讨光源色与物体色的关系,以及光谱与物体反射的作用理论,并以某一物体色样作为参考,探讨了传统光源、LED光源以及各种单色光谱对于色样照射产生的效果,分析了光源光谱与环境作用关系,得到景观照明效果的一般性结论。由此可以从理论上对建筑照明设计中照明效果进行预期以及选用合适光谱的光源。基于光谱理论的推导、计算,使得景观照明效果能够完全定量化。     

关于光纤温度传感器的研究

本文首先从理论上较系统的描述了GaAs半导体光纤温度传感器的构成原理,并据此建立了有关的设计计算方法和技术。提出用LED耦合双尾纤的方法构成光纤温度传感系统,可有效解决长时间实时温度遥测的问题。文章还介绍了利用单板机实现数据采集的硬件和软件技术。这一研究成果使这种传感器具有多路智能化温度实时监测能力,向实用化阶段前进了一步。     

可见光通信应用于安全支付有效区域的研究

针对手机支付过程中安全性问题,研究了可见光通信应用于安全支付过程中有效区域的问题。LED光源具有朗伯分布特性, LED光源到接收端距离h会影响硅光电池接收有效区域。根据可见光通信原理,以LED作为发射端,硅光电池作为接收端模拟手机支付功能。选取1 W白光LED,在偏置电压3.4 V、频率f=100、50 kHz下,测量区域为0.07 m×0.07 m,接收端硅光电池为7×7阵列矩阵,矩阵各个测量点间隔为10 mm, LED置于硅光电池阵列水平面一定高度。实验利用信号发生器生成偏置正弦波形,测量h=35、70 mm时接收端的接收功率, RF强度由电子频谱分析仪测量。当接收功率低于-90 dBm时,视为无效接收区域。实验结果表明,相同频率下, h=35 mm时,测量区域中心接收功率较大,且接收有效区域较广; h影响可见光通信接收有效区域,对手机支付安全产生影响;相同h下, f=50 kHz时,测量区域中心接收功率较大,且接收有效区域较广,输入信号的频率不同,也会对手机支付的安全产生影响。     

常用照明光源光谱分析及其紫外防护方法

与白炽灯相比,LED灯和节能灯具有光效高、耗电少、寿命长等优点,从而被广泛推广使用,但其紫外辐射问题不容小觑。利用光栅光谱仪对市售多品牌、多规格的LED灯和节能灯光源进行光谱扫描,发现这两种照明光源均富含强紫外光谱。利用磁控溅射镀膜法,采用高纯氧化锌陶瓷靶,在石英基材上溅射镀膜,溅射工艺条件如下:室温、功率180 W、气压0.5 Pa、氧氩比0:8.3,时间2 h。将制备的氧化锌薄膜用做照明灯的紫外防护层,通过实验验证了其有效性和可行性。。