大物实验-LED光谱特性的测量.pdf

1 一、实验设计方案设计任务：测量LED 光谱特性设计要求：1、了解 LED 的工作原理、基本特性、主要型号及参数2、测量 LED 的光谱特性，测出峰值波长和半宽度设计原理：LED 主要由 PN 结芯片、电极和光学系统组成当在电极上加上正向偏置电压之后，电子和空穴分别注入P 区和 N 区当非平衡少数载流子与多数载流子复合时，就会以辐射的形式将多余的能量转化为光能LED 的特点是：工作电压低（2~3.6V ） 、工作电流很小（0.02~0.03A ） 、抗冲击和抗震性能好、可靠性高、寿命长（无故障工作时间大约在40000 小时以上），通过调制工作的强弱可以方便地调制发光的强弱2 二、选用仪器仪器名称型号主要参数用途DataStudio处理数据Pasco750 750 数据接口高 灵 敏 度 光 感器检测光强转动传感器CI-6538 记录角位置光 谱 分 光 计 平台实验平台发光二级管绿、白、红、紫、蓝光谱光源光栅、准直狭缝三、实验内容及具体步骤：3.1 测量绿光 LED 光谱图3.1.1 运行DataStudio 软件，创建一个新实验设置光传感器及转动传感器采样率， 均取 2000. 3.1.2 关灯，把转盘推至左端，鼠标点击工作栏上的“启动”，同时缓慢转动传感器，直到与初 始位置对称的地方。

3.1.3 点击“计算”项，新建y=x/60，定义 x 为角位置；新建λ=1667*sin(x-a) ，定义 x=y，a 为常数将图表横坐标切换成y，将十字线移至最高点，记下读数，即为常数a的值最后将横坐标切换成 λ即为绿光LED 光谱图其中 1667 为光栅常数，a 为初相位）3.1.4 标注并计算光谱半角宽度3.2 切换白光 LED ，实验步骤同上 （此后红光、紫光、蓝光LED 同样处理）3.3 导出图片，结束实验光谱分光计平台3 四、数据记录与处理绿光 LED 光谱图红光 LED 光谱图紫光 LED 光谱图4 蓝光 LED 光谱图白光 LED 光谱图5 五、实验结果陈述与总结比较得知红光的光谱半值宽度最小，绿光的光谱半值宽度最大说明红光LED 发 光颜色最纯，然后依次是蓝光、紫光、绿光LED 波长/nm （测量值）参考值范围/nm 代表波长 /nm 绿光517.676 500~570 550 红光628.001 605~700 700 紫光406.409 380~420 420 蓝光453.956 420~470 470 白光400~800 380~780 / 比较可知所测数据与理论值基本吻合，在测量的几种光（不包括白光）中，紫光波长最短，红光波长最长。

颜色左边读数右边读数光谱半值宽度 绿光502.904 540.209 37.305 红光616.305 640.558 24.253 紫光392.757 422.379 29.624 蓝光440.877 468.402 27.525 白光/ / / 指导教师批阅意见：成绩评定：实验设计方案40 分实验操作及数据记录、数据处理实验结果（ 30 分）实验总结（ 30 分）总分。