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1、光的基本知识介绍光是一种自然现象，当一束光投射到物体上时会发生反射、折射、干涉以及 衍射等现象人们之所以能够看到客观世界中瞬息万变的景象，是因为眼睛能够 接收物体发射、反射或散射的光。就光的本质而言，它是一种电磁波（通常称为光波），覆盖着电磁频谱一个相 当宽（从X射线到远红外线）的范围，只是波长比普通无线电波更短。人类肉 眼所能看到的可见光只是整个电磁波频谱的一部分。光刺激人的眼睛，经过视觉神经传达到人的大脑，使人可以看到物体的形状和 颜色，这类光称为可见光。可见光的波长不同，人眼感觉到的颜色也不同。这类 光的波长范围为360-830NM电磁辐射光谱中非常小的一部分。波长的范围不同 决定了各种
2、不同波长光的生质。从波长780NM到380NM，依次是红、橙、黄、 绿、青、蓝、紫七色光，两种色光之间没有明显的分界。将全部可见光波混合在 一起就形成日光，即白色光。波长大于780NM的电故波是红外线、微波和无线 电波等，波长小于380NM的电磁波是紫外线、X射线和宇宙射线等。波长： 紫光 380-430 NM 蓝光：430-490NM 绿：490-550NM 黄光： 550-590NM 橙光：590-640NM 红光：640-780NM光是一种电磁波，以约3 X 1O 8m/s的速度在空间传播。大部分电磁波都是 肉眼看不见的。当光通过某种物质（如水或空气）时，其传播速度就会减慢。光在 真空中
3、的专播速度和在媒质中的传播速度的比值称为该媒质的折射率。在折射率 不同的两种媒质的界面上，入射光线产生折射与发射现象。另外，光在传播过程 中还会产生散射、漫反射、漫透射现象。关于白光:白光LED色彩，波长分析真正发射白光的LED是不存在的。这样的器件非 常难以制造，因为LED的特点是只发射一个波长。白色并不出现在色彩的光谱 上；一种替代的方法是利用不同波长合成白色光。白光LED设计中采用了一个小窍门。在发射蓝光的InGaN基料上覆盖转换材 料，这种材料在受到蓝光激励时会发出黄光。于是得到了蓝光和黄光的混合物， 在肉眼看来就是白色的，图4为LED发出光线的波长和正向电流示意图。由图 4可以看出：
4、白光LED的发射波长（实线）包括蓝光和黄光区域的峰值，但是在肉 眼看来就是白色。肉眼的相对光敏感性（虚线）如图4所示。450益 0专0*00&50 nmKLED发出光我的波长和正向电流示意图但是，米用InGaN技术的LED并不像标准绿光、红光和黄光那样容易控制。InGaNLED的显示波长（色彩）会随着正向电流而改变。例如，白光LED所呈现 的色彩变化产生于转换材料的不同浓度，且蓝光发光InGaN材料随着正向电压 的变化而产生波长变化。当正向电流高至10mA时，正向电压的变化很大。变化的范围大约为800mV(有 些型号二极管变化会更大一些)。电池放电引起的工作电压的变化会改变色彩， 因为工作电压
5、的变化改变了正向电流。在10mA正向电流时，正向电压大约为 3.4V(该数值会随供应商的不同而有所不同，范围3.1V-4.0V)。同样，不同LED 之间的电流-电压特性也有较大差异。直接用电池驱动LED是很困难的，因为绝 大数电池会随着放电使电压低于LED所需要的最小正向导通电压。(2)白光LED伏安曲线和温度电流变化分析由LED发光原理可以知道，白光LED的亮度变化主要是由其通电电流决定 的。由上面白光LED分析可以看出：(1) 白光LED的通电电流将影响其波长变化；(2) 当LED工作在电流为10mA到30mA区域，LED两端的电压发生微小变 化时，电流将发生较大变化；(3) LED的承受电流范围随温度的升高而变小。为了使白光LED长期稳定工作，采取下列措施：(1) 拉开两个LED的间距，达到散热目的；(2) 采用恒流供电，使白光LED波长和亮度处于恒定状态。由上述分析可以得出，为了使LED维持在固定亮度和色彩发光，并且延长其 工作寿命，正向电流必须维持在一个稳定值，因此采取恒流措施来保证LED的 稳定工作。
