我国LED检测技术及设备的发展

在LED检测技术方面，由于LED产品的特性与传统光源有较大差别。LED的发光与结温度有密切的关系，在LED产品的光学和光电参数测试中，环境温度、散热器或壳体温度的变化都会改变LED的结温，从而影响光输出。在LED灯具的光度测试中，往往是发光器件与灯具壳件是不可分离，需要一体测试，通常采用绝对光度测量方法。某些高亮度LED的蓝光会引起人眼视网膜光化学损伤，根据IEC62471"灯和灯系统的光生物安全"系列标准，对LED产品的光化学损伤的测试，也是目前产业界关注的热点之一。此外，LED产品的具有长寿命特点，我们无法像普通照明产品进行长期燃点试验，必须采用一定的加速测试方法，预测LED产品的有效寿命，如美国"能源之星"采用LM80标准、我国正在制订的LED寿命加速试验方法标准。

因此，近几年国际上在LED产品性能测量技术和检测设备方面发展迅速。在我国，随着LED产业的快速发展，检测技术及设备的创新能力显着提高，推出了一系列满足当前产业急需的先进检测设备；尤其在LED产品的光学和能效检测、灯具的空间光分布测量、寿命的加速试验检测、光生物辐射安全检测等方面，开发出了具有国际竞争力的先进检测设备。

一、LED产品的光学和能效检测

在LED产品的性能测试中，温度控制十分重要。根据国内外的相关标准，LED器件一般控制结温度或壳体热点温度；对于LED模块，则控制模块热沉上的热点温度；而LED应用产品，则以环境温度为基准。因此，在LED产品的光学和能效检测中，针对LED器件、模块和应用产品，测试设备中的温度控制方式非常重要。

某些LED产品的光束指向性比较强，在积分球中测量时，光束投射区域、挡屏位置等比较敏感，IESNALM79标准和CIE127技术报告都作出了规定，建议采用较高光谱反射比的1球内壁涂层材料。美国NIST在推动国际LED标准测试方法标准，走在了世界的前列，对测试设备也提出了极高的要求。图1中的恒温积分球，是浙大三色公司为美国国家标准与技术研究院NIST研制的LED标准测试设备，可对LED器件、模块、应用产品等三类LED产品实现恒温测试。

二、LED灯和灯具的空间光分布检测

分布光度计是测量光源和灯具空间发光强度分布的光度测量设备。图2是国际照明委员会CIE70技术文件中推荐的一种反光镜分布光度计的原理结构，反光镜始终绕着中心轴旋转，在反光镜和光度探测器之间可以精确设置一系列消杂散光光阑，非常有效地消除杂散光。这种分布光度计因比较适合各种复杂光束的空间光分布测量，已被全球一百多个实验室采用，目前使用量第一。我国的几家国家实验室也采用了这种反光镜分布光度计。

近年来，随着LED技术的快速发展，LED产品的空间光分布测量越来越受到国际国内的关注。与传统光源及灯具相比，LED照明产品往往存在较复杂的光束分布，可能有一定的空间色度差异，因此对LED产品的空间光分布测量提出了新的要求，不仅要测试LED的空间光强分布，同时要测量空间色度不均匀性分布。此外，对于许多实验室，空间场地制约了高性能设备的应用，为了节约空间，目前我国也研发出了采用两块反光镜的分布光度计。

三、LED产品的光生物辐射安全检测和评估

随着光生物学研究的发展，光辐射安全问题越来越引起人们的关注。尤其是近几年迅速发展的LED，芯片的功率和外量子效率大幅度提高，大功率蓝光LED芯片已广泛应用于普通照明领域；高功率多芯片集成及二次光学技术的发展，使LED的光辐射危害性更加令人关注。对人眼视网膜光辐射损伤的安全评估，需要测量300nm～700nm的蓝光光化学危害的辐射亮度和380nm～1400nm的视网膜热危害的辐射亮度，并需符合类似于人眼结构的测量条件，对测试技术和装备提出了较高要求。图4是我国专家在美国国家标准与技术研究院NIST建立的基于人眼视网膜辐射亮度计的LED光生物辐射安全测试装置。图5是我国具有自主知识产权的LED光生物辐射安全检测和评估系统，主要用于非激光类各种光源、灯具及电器产品中的光辐射源的光辐射安全测试和等级评价。我国不仅牵头LED光生物辐射安全测量方法国际标准化活动，相应的检测设备也走在了国际领先行列。

四、LED寿命加速试验

LED产品的寿命可达到数万小时，如何进行产品的寿命评估，全球LED产业界都非常关注。可行的方法是基于LED结工作温度的加速热应力试验。美国LM-80标准规定了三种试验温度：85℃、55℃和自定义（25℃），获得LED在几种温度下的光衰退曲线，试验时间为6000小时。我国正在起草的LED寿命加速试验标准没有对试验温度作具体规定，一般需根据LED结构材料特性选定加速试验热应力。图6是我国自主研发的LED寿命和可靠性加速试验装置，可同时进行三个温度区的试验，每个温度区可进行30个样品的试验。检测系统实时检测每一试验LED样品在规定电参数（正向电流）下的光强和色品坐标随时间的衰退曲线。同时还实时记录结温（壳温）和试验中的电学参数，自动给出LED的有效寿命等等参数。

LED的潜力和优势不断发展，未来五至十五年将是LED照明从传统（替代型）照明进入革命性（人性化）照明的发展时期，产业界应关注国际标准的动向，迎接新产业的发展机遇和挑战。我国在国际标准化活动中，从早期的跟踪和等同采用国际标准，以及本世纪初开始积极参与国际标准的制订，到今天开始部分主导国际标准。经过国际金融危机的动荡，中国在国际舞台上的地位正在发生新的变化，我国在半导体照明国际标准中的话语权也不断增强，对我国在未来国际贸易中将产生重要影响。我国在半导体照明检测技术和装备有了重大进展，在国际上的地位日益提高，尤其在LED检测技术标准的制订中，我国在某些关键性国际标准的主导地位已得到肯定。