星上定标光源LED长期工作的稳定性

为配合空间相机研制任务,对LED作为星上定标光源的可行性进行了研究。介绍了试验用LED的结构。从理论上分析了深能级的产生对LED发光效率的影响,引入阿仑尼斯模型对LED的衰减进行了分析。根据任务需要,对LED进行了老化试验,利用积分球法测量LED的相对发光强度,定时监测,得到LED发光强度随时间变化的曲线及趋势。根据试验结果,研究和分析了LED长时间工作的稳定性。试验结果显示,老化初期LED相对发光强度变化明显,经过250h的持续工作后,变化趋于平稳。3000h后LED相对发光强度总的衰减量约为3%,期间峰值变化量小于1.5%,满足星上定标的要求。给出了试验过程中LED的衰减情况,作为校正参考。最后根据实验结果对LED的寿命进行了理论的估算。

星上LED定标光源的可行性研究

对发光二极管作星上定标光源的可行性进行了分析研究。测量了LED的工作稳定性,对LED做了开合试验,讨论了它的电流特性。在真空环境下,分析了LED的冷热特性和抗辐射性能。结果表明,LED持续点燃1 200 h的衰减量<1.2%;其开合重复性很好,但存在10~15 min的不稳定性;改变电流会引起LED发光强度和波长不同程度的变化;温度的变化也同样会影响LED的发光强度、正向偏压以及峰值波长。真空状态下,由于传输介质不同,LED的发光强度会有所增加,但其封装材料真空挥发产生的影响不大;在抗辐射外壳的保护下,空间辐射对LED发光强度的影响不超过0.5%/a。经过分析讨论,证明将LED应用于星上定标是可行的。

近朗伯光型LED透镜的光学设计

根据朗伯光源的特点,定义近朗伯光源函数,设计LED透镜的光学模型,求得LED的截面曲线方程,运用龙格—库塔法求解方程并在MATLAB中使用多项式拟合获得相关数据及修正后的数据,通过Tracepro仿真得到希望的LED近朗伯光源封装模型数据及仿真效果.提出一种LED近朗伯光源光学模型封装的简化设计方法.

具有均匀光照场的LED封装透镜设计

据LED器件的结构特征定义LED光学模型,求得均匀光照场的LED封装透镜的截面曲线方程,运用龙格—库塔法(Runge-Kutta method)求解方程并在MatLab中使用多项式拟合获得相关数据,分析数据并根据LED制造的工艺条件修正数据,在Tracepro光学软件中建模仿真得到希望的LED光源模型及封装透镜数据,获得目标的均匀光照场。

LED照明的重影及其处理方法

根据LED照明的特点,建立LED照明的重影光学模型,分析重影产生的原理,应用照明光学的基本理论推导重影的计算公式,说明各参数对重影大小的影响,提出消除重影的方法,通过实验验证重影模型的正确性。