LED光强光通量测试解决方案
LED以及LED产品发光强度光通量以及光谱特性的测试
——光谱辐射计
1. 亮度色度基本概念
光通量是指人眼所能感觉到的辐射功率。单位是:流明（lm）
发光强度简称光强，国际单位是candela（坎德拉）简写cd，其他单位有烛光，支光。1cd即1000mcd是指单色光源（频率540X10^12HZ）的光，在给定方向上（该方向上的辐射强度为（1/683）瓦特/球面度）的单位立体角发出的光通量。
亮度是指单位面积内的明亮程度，即单位面积上的发光强度。单位：坎德拉（cd）
辐射度是指沿辐射方向、单位面积、单位立体角上的辐射通量。
照度是被摄主体表面面积上受到的光通量。
辐照度是指单位时间內投射到单位面积上的辐射能量。
测定光强的仪器称为光度计，采用光电管将光能转化为电能后、测定光电流值可得到光强大小的相对值，通过校正即得到光强值。必须注意的是，由于光电管所用的光电材料（即探头）的光谱灵敏区的限制，所测得的光强只是该光谱灵敏区范围内的值。使用光度计测得光强后，就很容易求算得曝光量，因为在光强不随时间变化的情况下，曝光量等于光强和曝光时间的乘积（曝光量=光强X曝光时间）。
色温：当绝对黑体在某一特定绝对温度下，其辐射的光谱与某一光源的光谱具有相同的特征，则绝对黑体的这一特定温度就定义为该光源的色温。单位是：开尔文（K）。色温并非是光源本身的实际温度，而是用来表征其光谱特性的参量。
色度的概念包括：色度坐标，色温、主波长、色纯度。通常采用x,y或u,v色度坐标图，色度坐标图上任一点均可表示一种颜色。色度坐标图上有一条色温曲线，色温曲线上附近点的色温为相关色温。色度坐标图上中央有一个白光点E，假设色度坐标图上有另一点B，连接EB，并延长EB与谱线轨迹交于点C，则C点对应的波长即B点的主波长，色纯度等于EB与EC长度的比值。
- 目前LED以及LED照明产品可分为以下三种类型：
低功率LEDs—经典的注塑型或者SMD型封装
大功率LEDs—目前比较流行的高亮度封装形式，具有散热设计
固体照明光源（SSL）—基于大功率LEDs组成的光源
各种类型的大小功率LEDs 固体照明光源（SSL）
3.不同的配置可以适应以下不同光源的光学参数测试：
通过测角仪，进行光通量的角度分析
基于积分球的总光通量测试
基于平方反比定律的发光强度测试
这些测试的传感器可以是一个光度探测器，三刺激值设备，光谱辐射计或者影像亮度计。光谱分析技术的应用可了解到更多的被测器件信息，能有效降低测试的不确定性，因为它是直接采用颜色适配函数。因此这种技术正变得越来越重要，并且成为LED测试首选手段之一。
目前测试LED的标准主要是针对小功率LEDs的CIE 127:2007以及针对大功率LED和固态光源的IES LM-79两个文件。
4.JET提供的LED光强光通量测量解决方案
4.1基于测角仪测量角分辨率光通量
测角仪与近场测角仪用于测试LEDs发光角度分布（即光学分布曲线—发光强度的角度分布）。这种测试耗费比较多的时间，但提供更全面的光源数据。积分数值如光通量与辐射通量将通过光分布数据的综合算出。颜色数值应该是整个立体角的平均值计算出来的（IES LM-79）
常见的光度计或者三刺激值探测器用于这类型的测试。如果需要额外测试光谱辐射的分布，光谱辐射计如specbos 1211可作为测角仪的一个探测器来使用。因为其高灵敏度，所以每一步的测试时间足够短。设备可以装配一个远程扩散器（光纤扩展的扩散器），因此配置会非常灵活。
Goniometer mit specbos 1211 Source: http://www.olino.org/us
4.2基于积分球的总的光通量测试
如果觉得测角仪测试速度很慢，并且只需要知道总的积分数值（产线应用）就可以了，那么使用积分球是一个很好的选择。积分球包括最少两部分—一部分用于样品，另部分用于探测器。探测器为辐射通量而校准，但基本是测试球内表面照度的。积分球要满足下面要求以保证所有的曲面都具有相同的照度（测试区域的照度值将代表整个球的照度值）：
探测接口处与球直径比值最大1:3；
忽略样品与样品接口或者辅助灯的光线自吸收；
内涂层具有高的反射与漫射系数（BaSO4）；
符合CIE 127:2007以及IES LM-79所定义的其他流明测试条件；
根据标准，存在三种不同的积分球测试配置：
2π配置：样品放置在积分球内表面—可以用于LEDs这样没有反向光线。经常用于单颗LED与LED阵列
4π配置：样品通过接口，放置在积分球内部中央—常用于固体照明光源，必须使用辅助灯以补偿样品与连接器的光吸收。
部分光通量测试配置：样品被安置于样品接口一定距离处—在接口前一个精确孔径定义为一个立体角。
没有反向照射的LEDs测试几何示意图 (2π 配置)
Specbos 1301测试系统结合了specbos1201与一个300mm直径积分球。
specbos 1311/500是一套结合了specbos1211与500mm直径积分球以及辅助灯的测试系统。 它可用于2 π 与 4π测试。对于4π配置，自吸收校准是必须的，因为样品是整个安置进积分球的， 因此是干扰了积分球内部的光路的。
specbos 1301 (300 mm not hinged sphere) specbos 1311 (500 mm hinged sphere with auxiliary lamp)
使用积分球测量LED光通量，需要根据LED的封装尺寸及类型，选择LED固定支架，Specbos 1301光通量测试系统兼容 Gooch & Housego支架。选取合适的LED固定支架需要符合以下要求：
方便容易安装固定好LED位置
把LED安装在相应的机械轴上
可设置好光源与探测器之间的距离
可减小支架与夹子的遮光效果
也可以减小辐射光的反射
4.3基于平方反比定律的发光强度测试
CIE对LED测量决定采用新的术语来描述LED光强。新的术语叫做平均LED强度。 (平均 LED 光照强度或者平均LED辐射强度).
LEDs测量的CIE标准条件A 和 B。对于在这些条件下决定的平均LED强度，建议采用符号ILED A 和 /LED B 。两种条件都要用到带有一个环形入口孔的探测器，其孔面积为100mm2（即直径为11.3mm）。要将LED 面向探测器放置，构成条件A和B之间的距离就是LED和探测器之间的距离，此距离分别为：
对于 CIE 标准条件 A: 316 mm；对于 CIE 标准条件 B: 100 mm.
对于照明来说，如果探测器已经被校准，平均LED强度可以从下面的关系计算得到：
ILED v = EV · d2
这里 EV 为用lx计量的平均照度，d为距离，单位m。对于条件A, d = 0.316 m ，对于条件B, d= 0.100 m.
这些条件相当于视角0.001sr(条件A)和0.01sr(条件B),但是实际的尺寸和确认的相符的结果中的角度同样重要。相等的角度大约为2°(条件A) 和6,5° (条件 B)。
Jeti 1401是一个根据CIE 第127 规定，测量LED 发光平均强度的可见光光谱辐射计。
这款产品使用了一个根据CIE-127的A/B条件测试管，A/B条件可自由切换。使用成熟的软件设计，使LED的发光强度、亮度、照度结合在一起。是一台多功能的分光辐射计。
这种测试的探测器可以是亮度传感器，三刺激值测试仪，光谱辐射计或者成像亮度计。
发光强度（cd）测试通常由光照度测试算出。它可通过如CIE 127：2007所描述的设置测试出来。这些设置的理念是样品可以通过调整机械设置而得到调整—测试距离可通过调整LED实现，角度可通过一些机械轴实现调整。
CIE 127:2007 Condition A
测试结果被认为是LED平均强度而不是发光强度因为它不一定是LED的最大值。
specbos 1401使用基本的specbos1201与测试管以及符合CIE127:2007的积分球。两个测试距离（Condition A—316mm与Condition B—100mm）。
specbos 1401 condition B
如果CIE 127发光亮度不能实现，测试可以实现光学平台的照度仪（参考：Radiant Intensity Calculation using Irradiance Measurement）
单独的specbos1201/1211光谱辐射计结合软件也可用来测量LED发光亮度，辐射度、照度、辐照度、光谱特性曲线、色温、色度坐标、色纯度等参数，进行快速测量得出数据。
光谱特性是本设备直接测试出的物理量，其余亮度色度都是基于此计算得出的。
在光谱窗口中，用户可以看到发光体的波长分布，并作分析。
可以通过点选某个波长，软件会显示光源在该波长的光谱辐射率。
可以通过设置波长范围，对某一段波长做重点分析。
