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基于LED的CCD校准用光源的设计
资料介绍
用LED作为CCD校准光源时，为了产生高光通量，通常由多颗LED按某种形式排列组合成阵列的形式，通过积分球的匀光技术最终达到CCD校准所要求的光照度条件。但多颗LED光源组合使用中也存在一些问题，福州大学的吴海彬等人在研究多颗LED组合照明设计的关键技术时总结：多个LED组成阵列时不同的连接方式、环境温度、p-n结结温、驱动方式等因素都将影响各个LED电流的均衡性，进而影响电光转换效率的变化并最终导致光源的不稳定，使标准光源无法对CCD器件进行有效校准。因此大功率白光LED光源光通量的稳定性成为CCD器件校准的关键问题。中科院安徽光机所陈风等人设计了一种LED光谱分布可调光源，其面非均匀性达到0.53%，角度特性在士10°以内，最大偏差为0.77%。这种新型光源可做为光辐射测量中的量值传递标准使用。本文从LED的工作原理和实际工程设计出发，结合国内外LED工程应用领域的最新发展，研究LED阵列的光稳定性问题，重点围绕LED阵列的连接方式、供电方式和LED的工作状态等方面来展开研究。
本课题围绕LED在CCD校正用标准光源的工程应用展开，根据CCD校准用光源的要求，对LED进行选型，设计并搭建了LED光通量测量平台，包括积分球测量基准及LED靶板测量装置，分别展开LED在不同连接方式下的光通量稳定性测量。最后采用正交实验法对影响LED阵列光稳定性的正向电流，连接方式等因素进行了优化处理。实验结果表明当LED阵列采用不同的串、并联方式时，光源的光稳定性也不同，其中采用2×2模式，也就是先串后并的LED连接模式为基本单元设计的LED阵列光源的光稳定性较好，八小时稳定性可达99%，能够很好地满足CCD校准用光源的要求。
关键词：CCD校正；LED阵列；连接方式；光照度；稳定性
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