1 上海半导体照明工程技术研究中心, 上海201203
2 上海大学新型显示技术及应用集成教育部重点实验室, 上海200072
3 上海大学机械工程与自动化学院, 上海200072
随着发光二极管(LED)功率的提高，散热的挑战性也越来越高，而热量的集聚会引起LED 结温的上升。过高的结温不但会影响LED 的光功率和光通量等性能参数，还会使器件寿命急剧衰减。因此掌握LED 器件的温升规律成为提高器件可靠性的关键。实验中选取了不同封装结构的LED 器件，对不同驱动电流、不同基板温度和不同封装材料的LED 器件分别进行了热阻、光功率等性能测试。实验发现，随着电流的增加或者基板温度的升高，LED 器件的热阻呈现先下降后上升的趋势，不同封装基板的器件变化幅度有所不同；升高基板温度时，铝基板封装的LED 器件由于结温高光功率衰减快热阻呈现下降趋势。结果表明互连材料层、基板的导热能力是影响LED 器件热阻差异的关键。
光学器件 大功率发光二极管 热阻 光功率 互连材料 激光与光电子学进展
2015, 52(1): 012302
1 上海出版印刷高等专科学校, 上海 200093
2 上海理工大学 光电信息与计算机工程学院, 上海 200093
3 上海市半导体照明工程技术研究中心, 上海 201210
针对LED器件光强分布的测试方法,在传统光源配光曲线的测试原理的基础上,阐述了旋转法、多探测器法测试LED光强分布的方法。由于这些方法存在测试时间长、测量准确度低以及定标繁琐的缺陷,进而介绍了一种新型测试方法及装置,即通过CCD光度探测器接收光强度,经过CCD的光电转换功能将光强度信号转换为电信号,再通过成像系统软件便可得到整个半球面空间内壁的光强图。新的测试方法具有测试速度快、精度高、信息量丰富和直观性的显著优点。
发光二极管(LED) 配光曲线 光强分布 light-emitting diodes photometry light intensity distribution
1 新型显示技术及应用集成教育部重点实验室, 上海 200072
2 上海大学机电工程与自动化学院, 上海 200072
3 上海半导体照明工程技术研究中心, 上海 201203
大功率白光LED作为新一代照明光源的优势越来越明显，但其光衰机制综合了YAG荧光粉、LED芯片以及封装散热多重因素，衰减机理复杂。为研究LED芯片与荧光胶的相互热影响，基于蓝光LED器件基板温度可控实现蓝光LED器件温度稳定，并通过外部加热（以此作为LED热量作用于荧光胶）的方式控制荧光胶、荧光粉、硅胶的温度。重点研究了温度从27 ℃升高到220 ℃对三者光衰、主波长特性的影响。对荧光胶与LED芯片的近距离相互热影响进行了测试，结果表明荧光粉涂覆量会引起光功率的降低，而且随着光功率的降低，LED芯片结温呈现指数升高。实验证明荧光胶层与LED芯片是一个相互影响的复合热源模型。
光电子学 光衰 温度影响 光谱强度
1 上海理工大学光电信息与计算机工程学院, 上海 200093
2 上海半导体照明工程技术研究中心, 上海 201203
在LED光学设计中，传统方法多以LED光源的远场测试数据为设计依据，而远场测试仅仅是对LED光源相对粗糙的测量，并不能精确地描述光源的空间光分布情况。对LED光源详细空间光分布信息的获取，即LED光线集的获取已经成为LED光学设计的瓶颈问题。获取并合理利用精确、详实的LED光源信息尤其是光源空间光分布信息是LED光学设计的关键点。分别利用单颗LED芯片和LED模块做了两组对照实验，并利用照明解析软件对获得的实验数据进行处理和分析，通过对比实验中光源远场测试和近场测试获得结果之间的差异，强调了通过LED光源近场测试获取光源光线集对LED光学设计的重要作用。实验结果表明，LED光源近场测量获取的光源光线集可以为LED光学设计提供更为详细的光源的光空间分布信息。
光学设计 光源近场 光源远场 光线集 光学学报
2012, 32(12): 1222001
1 上海大学机电工程与自动化学院, 上海 200072
2 上海大学新型显示技术及应用集成教育部重点实验室, 上海 200072
3 上海半导体照明工程技术研究中心, 上海 201203
照明光源的灯光质量对人体健康的影响受到了越来越多的关注。近几年伴随着大功率发光二极管发光效率的不断突破，已经达到甚至超过普通照明光源的发光效率。为进一步改善照明光源质量，通过色温的变化实现类太阳光色温变化的智能光源，采用红绿蓝三基色发光二极管，基于理论计算按照不同比例的三基色搭配，在实验中测试得到一个不同色温配比的数据库。并将数据库植入控制程序中，然后通过控制程序自动调取不同配比，最终实现不同时间段色温动态变化的照明光源。实验结果表明，本照明光源可以实现从2300~7000 K的宽色温范围，实际色温与理论计算相符，基本实现了类太阳光动态色温变化趋势。
光电子学 动态色温 三基色配光 照明光源 发光二极管
1 中国科学院上海光学精密机械研究所,上海 201800
2 南京大学物理系,南京 210093
研究了温度梯度法生长的γ-LiAlO2晶体在1100 ℃下富Li气氛和空气中退火处理后的表面形貌、表面结构以及吸收光谱。发现γ-LiAlO2晶体的抛光面在1100 ℃空气中退火后变为粗糙面,X射线衍射(XRD)分析表明此粗糙面为单相的LiAl5O8。而γ-LiAlO2晶体的抛光面在1100 ℃富Li气氛中处理后几乎没有变化。同时对不同气氛下热处理的γ-LiAlO2晶体进行了光谱分析,确认了晶片中196 nm的吸收峰是由Li空位引起的。
光学材料 温度梯度法 铝酸锂 退火 表面结构 表面形貌 吸收光谱
中国科学院上海光学精密机械研究所, 上海 201800
以硝酸铀、氟化钙和氟化铅为原料,采用导向温度梯度法(TGT)成功地生长了可用作1.54μm被动Q开关的U:CaF2晶体.通过ICP-MS测量晶体中不同部位U的含量,测得U在CaF2中的分凝系数等于0.53.通过改变原料配比生长了多种价态的U:CaF2晶体.结果表明PbF2可以调节U的价态:无PbF2的条件下生长的晶体为U4+:CaF2;加入PbF2生长的晶体主体上是U3+:CaF2,靠近石墨坩埚的晶体外层被进一步还原为U2+:CaF2.
人工晶体 U:CaF2晶体 导向温度梯度法 分凝系数 吸收光谱
中国科学院上海光学精密机械研究所,上海,201800
简述了氟化钙(CaF2)晶体的发展历史,总结其光学特性,介绍了氟化钙晶体的生长新工艺技术和发展.综述了氟化钙晶体在现代信息技术中的应用,特别对氟化钙晶体在紫外波段激光或光刻系统中的应用和发展状况作了重点说明,同时进一步指出了目前存在的问题,最后对氟化钙晶体的发展前景作了展望.
氟化钙晶体 晶体生长 紫外光刻 综述
中国科学院上海光学精密机械研究所,上海,201800
以温度梯度法生长LiGaO2晶体,通过形貌观察、X射线衍射分析和X射线光电子能谱分析确认在样品的中部形成了单一相的LiGaO2晶体.但在生长过程中由于CO气体的存在,熔体表面形成了LiO-和金属态的Ga,钼坩埚被侵蚀形成Li2MoO4进入熔体,使样品上下两部分的结晶质量变差.
温度梯度法
