失效定位技术是发光二极管失效性分析中的重要组成部分, 本文在主流的3种失效定位技术:光子辐射显微技术、光诱导电阻变化、红外热成像显微技术的基础上, 提出了一种显微红外热点定位测试系统。该系统通过双线性插值算法使源图像放大至原来的4倍, 在使用20 μm微距镜头的条件下, 能达到与5 μm微距镜头接近的效果, 降低了LED失效检验成本。利用可见光图像和红外热像图的叠加, 提高电压对LED芯片失效点进行锁定, 能在大范围内迅速定位LED芯片缺陷所在。在此基础上, 结合FIB技术和SEM设备分析LED芯片微观结构, 可以进一步分析LED芯片的失效原因, 最终得到LED芯片的失效机理。实验结果表明, 在初步的缺陷定位中, 显微红外热点定位系统可快速地在无损条件下大范围区域内提供LED热数据分布, 定位关键失效点, 有效地提高了工作效率, 降低了失效检测成本。

在现代农业生产中, 常采用发光二极管(LED)作为植物照明光源对农业作物进行补光, 为提高LED植物照明阵列光源的均匀度, 本文在光量子体系下, 提出一种新的基于粒子群算法的LED植物照明阵列光源设计方法。通过MATLAB对红蓝光LED植物光源阵列进行数学建模, 运用粒子群算法寻找高均匀度条件下的红蓝光LED坐标, 设计出二维情况下的红蓝光LED排布阵列; 在三维情况下, 为解决维度升高时可能会导致的求解陷入局部极小问题, 采用改进的随机惯性权粒子群算法进行三维方案设计, 并使用Tracepro对两种设计方案进行验证, 与传统的红蓝光LED等间距逐行排列设计进行了对比。研究结果表明, 与常见逐行排列LED阵列设计达到的光量子通量密度(PPFD)均匀度为79.6%相比, 通过粒子群算法寻优的设计方法, 二维设计方案的PPFD均匀度达到88.7%, 较等间距逐行排列设计提高了9.1%; 三维设计方案的PPFD均匀度达到92.6%, 较二维设计方案提高了3.9%, 较等间距逐行排列设计提高了13%。本实验证明了运用粒子群算法在二维和三维空间进行LED植物照明阵列光源设计的可行性, 在简易设计流程的同时, 提高了工作效率。

针对LED样品检测中的样品短路失效、LED光源黑化、光通量下降和芯片表面通孔异常现象, 采用金相切片、机械微操、静电测试等方式结合扫描电镜和能谱仪(EDS)等表征手段对失效机制进行了分析, 揭示了LED失效原因。包括镀层银离子与杂质硫离子导致光源黑化; 芯片抗静电电压低, 部分样品发生静电击穿; 失效芯片通孔下面的Ni-Sn共晶层存在大量空洞, 使得复杂结构的芯片通孔应力不均, 样品工作时芯片表面开裂破碎, 从而导致PN结短路失效; 封装胶中残存的杂质离子腐蚀芯片负电极导致电极脱落而出现漏电、光衰和死灯等现象。

针对现有植物灯均匀度差的问题, 通过在R(红)、G(绿)、B(蓝)三色LED芯片上加装导光管和光纤透镜, 实现了高均匀度的出光效果, 通过调节导光管和光纤的尺寸获得了达90%的混色、光谱以及光量子通量密度(PPFD)的均匀性。进一步对光源的热学性能进行表征发现光纤透镜的增加有利于减少光源正面的热量, 并且基于光量子学照明参数对该灯的均匀度进行评价, 并进一步提出有效光能利用率来更加科学的表征光源性能。结果表明, 混色均匀性与PPFD均匀性可达90%, 有效光能利用率可达到43%。进一步将该灯用于鲜切玫瑰花保鲜, 并通过脉冲宽度调制技术(PWM)实现了光谱的动态可调, 通过对玫瑰花鲜重日失重率以及抗氧化物质如黄酮素等物质含量变化的测量, 探究鲜切玫瑰花保鲜的最佳光照条件。实验结果表明, 最有利于鲜切玫瑰保鲜的光质条件和光照周期为R+G、6 h/24 h。

为了探究发光二极管(LED)封装胶对LED失效性的影响, 选取LED封装硅胶失效案例进行了失效性分析.利用傅里叶转换红外光谱分析和气相色谱质谱联用仪对失效样品进行成分分析, 根据分析结果总结样品的失效机理.分析结果表明: LED灯珠封装气密性检测过程中材料的化学不兼容性导致封装胶失效, LED灯珠气密性变差, 进而影响到光、电、热、机械结构、材料特性等, LED可靠性降低.在LED生产制造过程中, 需要避免材料的不兼容性, 增加LED的可靠性.

为了在现有研究基础上使LED阵列光源的照度均匀度进一步提高, 提出了一种新的LED阵列优化途径。根据Ivan Moreno提出的二维LED阵列优化设计方法, 本文设计了以两种不同方式分布排列的二维优化LED阵列。利用果蝇优化算法对二维优化LED阵列芯片的位置参数进行进一步优化, 实现 LED阵列位置参数的三维空间的优化设计, 使LED阵列光源的照度均匀度更优。使用TracePro对LED阵列的三维优化结果进行验证。研究结果表明, 基于果蝇优化算法, 经三维优化后的圆形LED阵列的照度均匀度可达到96.0%, 相较于二维优化后的圆形LED阵列提高了25.3%; 经三维优化后的正方形LED阵列的照度均匀度可达到97.4%, 相较于二维优化后的正方形LED阵列提高了7.7%。该优化方法被证明是可行的, 相较于传统优化方法, 该方法节约了大量人力物力成本。

基于现有的LED植物光源在植物培育中光照不均匀的问题, 对目前的植物工厂中使用较为广泛的红、蓝LED阵列型光源进行优化设计。通过对比四种不同的LED阵列排布方式, 采用9点法进行PPFD值的测量和光谱的测量, 进一步观察平面上光量子通量密度的均匀性和光谱分布的均匀性, 进而寻求效果较好的LED阵列排布方式。结果表明: 红蓝LED芯片交差分布和阵列行列交错分布的排列方式有利于提高光源阵列光谱的均一性。

为了设计更好的LED平板灯光学结构, 解决现存的直下式LED平板灯厚度大, 光源密度大的缺点, 提出了两种兼具反射、投射作用的混光元件结构：椎台结构和半球型结构, 并将其应用于超薄直下式LED平板灯的设计, 以增加光线的耦合距离来提高出光均匀度.借助Tracepro软件研究两种不同结构混光元件应用于LED平板灯时的出光均匀度和光效率, 运用Taguchi方法设计实验进行研究.结果表明, 带有棱锥型结构元件的灯具均匀度达到95.42%, 光效率达到92.72%, 而带半球型结构元件灯具均匀度达到97.67%, 光效率达到92.65%, 其均匀度高于棱锥结构的原因是棱锥形状混光元件反射面的定向反射导致光线方向过于集中.

文章设计并实现了基于Symbian平台的IP多媒体子系统(IMS)终端，成功实现了语音通话业务。给出了IMS终端总体设计方案，并详细介绍了语音通话模块的实现步骤。经测试表明，该软件能可靠地运行，代码具有较好的有效性和可扩展性，为下一步软件的开发奠定了基础。