LED作为电一光转换的发光器件,衡量其性能优劣的参数很多,有电学的、有光学的,还有热学方面的,但最基本的,可以用它的电一光转换方面的参数来衡量。
对于普通用作指示灯的LED器件,常用它在规定电流IF下的发光强度一烛光(烛光用符号cd或mcd)表示)来反映它的电一光转换能力。LED的发光强度是指其法向方向发出的光的强度,它与观察的角度相关,不同角度光强不同,这是必须弄清的。光强这一参数对于用做“看灯”的LED比较合适。
对于将LED用作“照亮被照物”的照明光源来说,光有发光强度似乎不太适用于LED在照明上的评估。但不论LED作什么用途,评价它的电一光转换优劣,可以用二个参数,即发光效率和辐射光通量来评价。
发光效率是指LED在规定的电功率下(也可以在规定的IF下)它发射出的光的功率的大小。知道了LED发射的光功率和施加在PN结上的电功率,则他们两者的比就是电一光转换效率μe-L即:μe-L=Plight/ Pe×100%.
目前LED最好的μe-L约在17%,即Plight≤170mw,显然它的电光转换效率不是很高。 LED输出的光功率Plight 都可以客观反映LED的发光能力,对于可见光或不可见光都一样,然而不同波长的可见光,尽管其发出一样的光功率,但人眼对其视觉效果却都不一样,特别是照亮度被照物时的灰度感觉可以有较大差异,不直观。为此人们又用另一参数——辐射光通量(单位为流明)来评估,它用符号φ表示。辐射光通量对于人的视觉效果相对比较一致,不同波长但相同的光通量对于人眼视觉感觉是相同的,较适用于评价照明光源。它的定义是:在一个所有方向上光强Iv=1cd的电光源,其辐射的光通量为4π流明(流明符号为lm),用公式表示为(63-1)式:
φ=Iv·dΩ (63-1)
式中dΩ为单位辐射立体角
由(63-1)式可知LED发光强度Iv=φ/dΩ,即LED的发光强度是单位立体角的光通量。利用(63-1)式可对φ和Iv进行互换,条件是要知道dΩ。
由于辐射光通量对于不同发光波长的LED发出的光对人眼的感觉相对上比较统一,因此被用作LED光电参数的衡量依据之一,它与发射角也无关。于是在规定的电功率下,LED辐射的光通量φ与电功率Pe的比被定义作LED的流明效率,它由式(63-2)表示,单位为lm/w。
μ(e-φ)=(φ/Pe) (63-2)
流明效率是又一个衡量LED电一光转换效率的参数,也是在照明领域来表示单位电功率下光辐射的强弱的常用参数之一。