半导体照明技术：第一章光视觉颜色

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1、推荐书目1. E. Fred Schubert, Light-Emitting Diodes, New York: Cambridge, 20032.色度学，荆其诚，焦书兰等，科学出版社，1979第第1章章 光光 视觉视觉 颜色颜色第一章内容 1.1 光 1.2视觉 （不讲） 1.3颜色1.1.1 光的本质 本质：波粒二重性(同时具有粒子性和波动性) 光速、光波长与频率关系： c= 光子具有的能量： E=h=hc/ 可见光波段：380nm780nm 波长：nm(10-9m)1.1.2.1 光的产生光的产生：温度辐射和发光（激发发光）光的产生：温度辐射和发光（激发发光）温度辐射：物质在高温下辐射

2、出热能；温度辐射：物质在高温下辐射出热能；黑体辐射：能量分布由普朗克公式描述黑体辐射：能量分布由普朗克公式描述：)/() 1/(2)(352mWkTehcEhc 激发发光：除温度以外的原因产生可见光激发发光：除温度以外的原因产生可见光 生物发光：萤火虫 化学发光：化学反应直接引起发光 光致发光：光、X射线、紫外等激发而引起发光 阴极射线发光：电子束激发荧光物质发光（显像管） 燃烧发光：碱金属和碱土金属及其盐类的燃烧 电致发光：气体放电、场致发光、电致载流子复合发光1.1.2.2 光的传播 反射与折射 斯涅耳（斯涅耳（snall）定律）定律 n1sin1=n2sin2 全反射:光线从高折射率媒质

3、进入低折射率媒质，如入射角大于临界角，入射光的能量都被反射，没有折射。 全反射角：全反射角： 2 =sin-1(n1/n2)211折射率n1折射率n2媒质1媒质2入射光线反射光线折射光线*422sairsourceescapennPP可由半导体材可由半导体材料进入到空气料进入到空气中的光功率：中的光功率：* E. Fred Schubert, “LED basics: optical properties,” in Light-Emitting Diodes, New York: Cambridge, 2003, pp. 91 1.1.2.2 光的传播 吸收吸收：光能转变成其他形式的能量 为吸

4、收系数 LED中光吸收机制中光吸收机制： 芯片自吸收，芯片表面电极吸收，封装胶吸收，反射吸收，荧光粉吸收 散射散射：光在不均匀媒质中传播 由于无数杂乱无章的界面的多次 反射和折射)exp(0axIIaI0)exp(xII0举例：荧光粉的颗粒散射 1.1.3 人眼的光谱灵敏度 人眼的光谱灵敏度随环境亮度的改变而变化 明视觉：亮度超过10cd（坎德拉）.m-2. 暗视觉：环境亮度低于10-2cd/m2. 1.1.4 光度学及测量辐通量（辐射功率）：辐通量（辐射功率）：以辐射形式发射、传输或接收的功率。 单位：W； 总的辐射功率总的辐射功率为：0dPP光通量：光通量：按照CIE规定的人眼的视觉特性（

5、CIE标准光度观察者）来评价的辐通量，即用光谱灵敏度为V()函数的物理探测器所评价的辐通量。 符号F，单位：流明（lm）1975年，流明的定义为：频率为5401012赫兹，辐 通 量 为 1 / 6 8 3 W 的 单 色 辐 射 的 光 通 量 。 5401012赫兹的波长是555nm 1.1.4 光度学及测量辐通量和光通量的关系式： 对于明视觉： Km=683 lm/W对于暗视觉： Km1725 lm/WdVPKFm780380)(dVPKFm780380)( 1.1.4 光度学及测量光强度：点光源在给定的方向上，单位立体角内发射的光通量。单位：坎德拉（cd）光照度：投射在单位面积上的光通