摘要：本文提出了对led进行光谱测量时的正确操作技术，重点分析了4个单色仪或光谱仪使用时易被忽略的问题，并以列表形式定量地说明了上述因素对测量值精度的影响程度。
１引言
今年是发光二极管（led）诞生40周年，但只有到5年前白光LED开发成功后，对LED进行光谱测量才提上日程。迄今，白光LED的法向发光强度已达10cd以上，光效已超过25lm/W［1］。由于它具有10万小时的寿命，微秒级的响应时间，光效已超过白炽灯；并且体积小，结构牢固。所以继卤钨灯、荧光灯之后，它成为第三代照明光源的趋势已成为必然。目前白光LED的制造途径主要有三种：
（１）利用InGaN/GaN兰光芯片，结合激发光为黄光的荧光物质YAG复合成白光；
（２）利用红、绿、兰三基色通过各自比例的调整，复合成白光；
（３）在ZnSe单晶基板上形成ZnCdSe薄膜，通电后薄膜发兰光，它与基板产生连锁反应发出黄光，复合成白光。
故各种白光LED离开等能白的色品坐标，即WE（0.3333，0.3333）的差距各不相同，从而对应的色温、色纯度和显色指数等参数也各不相同，所以对它进行光谱量测量的重要性不言而喻。
准确测试LED各类光电参数对改善LED的性能作用颇大，其中光谱量的测试基本上有三种方法，一是把测量光用若干块不同波长的带通滤光片过滤后到达光探测器，光探测器一般用光电倍增管和硅光电二极管。二是把测量光经衍射光栅分光后到达线阵CCD电荷耦合器件。三是用单色仪分光后进行测量。前面两种方法主要用于便携式光谱测试仪对LED进行多参数一次性快速测量，用同一结构配置的硬件测量多个参数必然降低测量精度，后一种方法计量部门运用较多，能得到高精度的测量值，但测量时间较长。对单色LED主要测定其峰值波长和半宽度（FWHM），对白色LED主要测定其相对功率分布，从而推导出其色品坐标，主波长、色温、色纯度和显色指数等参数，所以是光谱量测量的重点对象。
２单色仪使用中的一般技术
（１）光栅的准确对焦：目的是使被测光源的光达到光栅时能充满光栅，以便减小光通过单色仪后的衰减率。光斑太小使出射光的信号减小，光斑尺寸超过光栅又会使这部分光变成杂散光而降低测量精度。所以入射光的配置必须符合所用单色仪的f/D数，使得与LED匹配的透镜能使被测光正好临界地充满光栅。
（２）狭缝尺寸的设置：一般使出、入射狭缝等宽度，这时所得信号形状为等腰三角形，否则将变成梯形甚至更复杂的形状。狭缝的宽窄应根据被测光的强弱同步调节。狭缝的高度也要相应限制，这只能靠在出、入射狭缝前后放置各种宽度的平行光阑达到，因为单色仪一般并没有调节狭缝高低的功能。狭缝尺寸过大会降低光谱量的纯度，当仪器的最小实际带宽不大于设置带宽的1.2倍时，将得到最小的光谱带宽。
（３）波长鼓的使用：首先，由于气温变化造成波长尺的热胀冷缩，必须在紫外，可见和红外波段定期予以校正，校正时常用发射波长的低压汞灯、氘灯，见表1和表2所示［2］。
表1 可采用的低压汞灯的发射波长 nm
表2 氘灯的发射波长 nm
之所以在表中列出紫外和红外波长是考虑到LED在军用夜视仪和电器遥控器中的应用。其次，变换波长时必须由大到小或由小到大顺序进行，不可来回反复，否则会造成波长示值不准确。
３单色仪使用中易被忽略的问题
（１）狭缝散射函数［3］：单色仪从本质上讲，是波长连续可变的滤波器。根据滤波理论，一个滤波器的输出信号是输入信号和滤波器传递函数两者的卷积。故滤波器输出端的信号，一定要去除卷积，即解出卷积方程，才能得到真实信号。因为单色仪的仪器函数不是一个δ函数，单色仪出射的量不会具有100%的纯度。所以用单色仪测量一个光谱量，若不经过狭缝函数的修正，必然会使光谱形状发生畸变，俗称仪器加宽，具体说就是谱线加宽和分辩率降低。为了简化狭缝散射函数的确定，一般情况下应把单色仪的入、出射狭缝设置成等宽度，因这时得到的狭缝函数形式上最简单。
（２）光谱分辩率：如上所说，经过单色仪分光后的值是单色仪的带宽和LED实际发出光谱的卷积。倘若LED的光谱带宽大于单色仪的光谱分辩率，则被测光谱不会因带宽引起变化。相反地，一个窄带的单色LED在通过低光谱分辩率的单色仪时光谱会引发变化。表3显示了一个半宽度（FWHM）约20nm的红色LED通过设置成不同带宽的单色仪时其光谱分辩率对测量结果的影响。
表3 不同单色仪狭缝对一支红色LED测量的影响［4］
由表可见，随着狭缝的增大，其输出波形的带宽增加，主导波长和质心波长顺序减小，而输出波形的半宽度顺序增加。所以狭缝的增加会使被测光的单色性变差。由表3还可知，在测量精度范围内当质心波长几乎不变的同时峰值波长的半宽度（FWHM）却有显著的增加，结果导致主导波长
