基于单色LED的太阳光谱合成方法

发布时间：2021-10-08 03:05

　　为解决目前白光LED光谱非连续性问题,设计出一种基于单色LED的太阳光谱合成方法。该方法通过构建单色LED光谱模型,采用最小二乘算法以最大相关指数R²为优化目标,实现对太阳光谱的拟合。在理想峰值波长等间隔LED拟合的基础上,对非等间隔的单色LED进行最佳拟合求解,得到27种单色LED的最优组合,其相关指数R²达到0.9576;通过递减实验,优化分析两组17种单色LED组合光谱的拟合结果,其混合光谱仍满足AM1.5的A级标准要求,实现了多种LED对太阳光谱的最佳拟合,同时降低了工程应用的难度。 

【文章来源】：激光与光电子学进展. 2020,57(09)北大核心CSCD

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

光谱辐射模型拟合的460nm LED光谱

LED属于电流控制型半导体器件，根据二极管所具有的伏安特性，LED在正常工作时，其发光强度与正向工作电流具有近似的正比关系。采用OSRAM公司生产的3528系列波长为460nm的单色LED灯珠进行实验验证，在保证测试环境温度为25℃，工作电压为5V的情况下，将驱动电流从20mA逐步调节至50mA，所测得的光谱辐照强度变化如图2所示。实验测量结果表明，随着电流的不断增大，单色LED光谱的辐照强度逐渐增大，且半峰全宽呈逐渐变宽的趋势。因此，通过改变LED的驱动电流可以实现对单色LED光谱辐照强度的调整，在此基础上，结合多种不同单色LED的光谱特性来实现对太阳光谱的拟合。3.2 实际LED合成太阳光谱仿真

对所选取的11种单色LED进行光谱合成，仿真结果如图4所示。可以看出，在380～800nm可见光波段，通过改变不同单色LED的驱动电流以调整其光谱的辐照强度来合成的光谱曲线，可以在很大程度上弥补了单一白光LED缺失的光谱波段，增强了光谱连续性，与太阳光谱曲线相似度较高。因此，采用多种单色LED拟合太阳光谱照明具有可行性。图4 实验选取的11种单色LED光谱合成结果

【参考文献】：
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本文编号：3423306