ما هي المعرفة المهنية التي تحتاج إلى معرفتها لفهم وحدات قولبة حقن الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED)؟

وحدات قولبة حقن الصمام الثنائي الباعث للضوء LED هي منتجات إضاءة شائعة الاستخدام نراها كثيرًا، مثل المنتجات المضيئة في صناديق الإضاءة في مترو الأنفاق، والمنتجات المضيئة في لافتات المطارات، واللوحات الإرشادية المختلفة في الشوارع والأزقة التي تستخدم وحدات قولبة حقن الصمام الثنائي الباعث للضوء LED. لقد جلب الضوء اللامتناهي والمتعة إلى مدننا وقرانا! هذا ما يمكن أن نشعر به. إذا كنا بحاجة إلى فهم أكثر تعمقًا لوحدات القولبة بالحقن LED، فنحن بحاجة إلى البدء في التعلم من شروطه المهنية.

1. إن التوزيع الطيفي للإشعاع الضوئي لوحدات حقن الصمام الثنائي الباعث للضوء له جانب فريد من نوعه. فهو ليس ضوء أحادي اللون (مثل الليزر)، ولا هو إشعاع واسع الطيف (مثل المصباح المتوهج)، ولكنه شيء بين بين: مع عرض نطاق ترددي يبلغ عشرات النانومترات، وطول موجة الذروة في المنطقة المرئية أو القريبة من الأشعة تحت الحمراء. تميز الخصائص الطيفية لمصباح LED جودة أحادية اللون ونقاء لونه الرئيسي.

2. الطاقة الطيفية النسبية لوحدة القولبة بالحقن LED. مصدر الضوء العام هو ضوء متعدد الألوان ممزوج بأطوال موجية مختلفة من الضوء الملون. إذا تم قياس شدة كل ضوء ملون في طيفه بواسطة جهاز استشعار، يمكن الحصول على إشعاع الأطوال الموجية المختلفة للضوء الملون. إذا كان φe يمثل الطاقة الإشعاعية للضوء، و λ يمثل الطول الموجي للون الطيفي، فيُعرَّف أن نسبة الطاقة الإشعاعية في نطاق الطول الموجي الصغير الذي يتمحور حول الطول الموجي λ إلى عرض هذا الطول الموجي تسمى الكثافة الطيفية. تُكتب في شكل رياضي: φe(λ)=dφe ∕dλ (W/nm) تمثل الكثافة الطيفية حجم الطاقة المشعة في فاصل الطول الموجي للوحدة. بشكل عام، تختلف الطاقة الإشعاعية للأطوال الموجية المختلفة للضوء في مصدر الضوء بشكل عام باختلاف الطول الموجي، وبالتالي فإن الكثافة الطيفية هي دالة للطول الموجي. تسمى العلاقة الوظيفية بين الكثافة الطيفية والطول الموجي بالتوزيع الطيفي.

3. ذروة الطول الموجي (λp) لوحدة الصب بالحقن LED، الوحدة: نانومتر، الطول الموجي للضوء المنبعث من الصمام الثنائي الباعث للضوء ليس طولاً موجياً واحداً، الطول الموجي المقابل لأقصى شدة إضاءة طيفية أو قوة إشعاعية هو ذروة الطول الموجي، ويعبر عنه بـ λp.

4. يتم الحصول على الطول الموجي السائد (λd) لوحدة القولبة بالحقن LED، الوحدة: نانومتر، عن طريق خلط لون طيفي معين مع إضاءة قياسية معينة (مثل إضاءة CIE القياسية A أو B أو C أو D65) بنسبة معينة. تطابق لون العينة، الطول الموجي للون الطيفي هو الطول الموجي السائد للون العينة. في الإحداثيات على شكل حدوة حصان CIE1931، يكون لخط الامتداد من النقطة E (0.33، 0.33) إلى الجسم المقيس نقطة تقاطع مع المنحنى على شكل حدوة حصان، والطول الموجي المقابل لنقطة التقاطع هو الطول الموجي السائد للعينة. ويعادل الطول الموجي السائد للون ما تدرج اللون (الكمية النفسية) للون الذي تلاحظه العين البشرية.

5. العرض النصفي (△λ) لوحدة الصب بالحقن LED، الوحدة: نانومتر، عند ±△λ على جانبي ذروة الخط الطيفي لمصباح LED، هناك نقطتان حيث تكون القدرة الإشعاعية مساوية لنصف الذروة (أقصى شدة ضوئية)، هاتان النقطتان تقابلان λp-△λ و λp+△λ على التوالي، ويسمى العرض بينهما عرض الخط الطيفي، ويسمى أيضاً عرض نصف القدرة أو نصف العرض الأقصى. عرض نصف الارتفاع هو معلمة تعكس أحادية اللون لمصباح LED.

6. التدفق الضوئي (Φ) لوحدة الصب بالحقن بالدايود المبتعث للضوء، الوحدة: لومن/ملم، هو معدل الطاقة الضوئية المنبعثة من مصدر الضوء أو معدل تدفق الضوء. الكمية الإجمالية للضوء المرئي.

7. الشدة الضوئية (Iv) لوحدة التشكيل بالحقن LED، الوحدة: كانديلا (cd)، الضوء المرئي المنبعث من مصدر الضوء في كل اتجاه، في اتجاه معين، التدفق الضوئي المنبعث داخل الزاوية الصلبة للوحدة dΩ هو dΩ، ثم مصدر الضوء النقطي في هذا الاتجاه الشدة الضوئية Iv في الاتجاه هو: Iv = dΦ/dΩ.

8. وحدة الإضاءة (E) لوحدة حقن الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED)، الوحدة: لوكس (lx)، التدفق الضوئي المستقبَل لكل وحدة من المساحة المضاءة: E=dΦ/dA 1lx=1lm/m2.

9. يصف الإنارة (L) لوحدة حقن الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED)، الوحدة: كانديلا/متر مربع (cd/m2)، توزيع الضوء المرئي المنبعث من جسم مضيء ذي حجم محدود في الفضاء. التعريف: نسبة الشدة المضيئة Iv لمساحة الوحدة المضيئة dA في اتجاه θ إلى الإسقاط cos θdA لمساحة الوحدة على المستوى العمودي على الاتجاه: L=Iv/جتا θdA.