针对人眼中间视觉生理特征, 研究了LED道路照明光源显色性评价方法。通过构建人眼中间视觉下的光视光效模型, 获得了相应的光谱光视效率曲线和人眼敏感波长范围, 给出了基于中间视觉的LED道路照明光源显色性评价及计算方法, 建立了综合显色指数与光源主波长的函数关系式, 并采用主观实验法和客观清晰度计算法进行了验证。计算与实验结果均表明, 在满足道路照明亮度的条件下, 当道路照明光源的主波长为548.5nm时, 光源的综合显色指数最大, 显色性能最佳。

可见光无线通信(visible light communication, VLC)是将LED照明技术和光通信技术相结合的一种新兴技术。 针对目前LED照明通信光源显色性差、 光效低且色温不可调等问题, 依据多基色LED白光通信原理进行了相关研究, 以Yoshi等提出的高斯分布形式作为基色LED的光谱模型, 利用国际照明委员会(CIE)推荐的一般显色指数(Ra)和美国国家标准与技术研究所(National Institute of Standards and Technology, NIST)推荐的一般色质指数(Qa)评价光源的显色性。 采用遗传算法, 在2 700~6 500 K色温范围内优化出单个色温以及色温可调光源满足显色性最优的光谱组合, 并基于Ra和Qa大于80的原则优化出色温可调光源光视效能(luminous efficacy of radiation, LER)最优化的光谱组合。 最后根据实验结果分析了光源的显色性、 光视效能和色温可调性三者之间的关系。 结果表明: 三基色色温可调白光LED满足显色性最优的峰值波长组合为613 nm/541 nm/464 nm, 此时Ra和Qa的最小值分别为81.2和81, 可以满足一般条件下的照明通信需求; 四基色色温可调白光LED满足显色性最优的峰值波长组合为620 nm/562 nm/505 nm/449 nm, 此时Ra和Qa的最小值分别为96.7和92.2。 在特殊照明场所或要求较高的通信速率时, 应采用四基色白光LED作为照明通信光源。 仿真得到了三基色和四基色白光LED的最佳光谱组合, 为宽通道可见光通信光源的设计提供了参考依据。

鉴于国际照明委员会(CIE)显色指数无法满足发光二极管(LED)等新型光源的颜色质量评价问题，探讨了普遍适用的光源颜色质量评价方法，对于促进新型光源性能的改善和发展并进一步提高其市场认可度具有重要意义。采用16 种典型的评价指标对不同类型照明体和光源的颜色质量进行评估实验，结果表明，多数评价指标之间具有相关性，且基于颜色保真性和基于色域面积的评价方法能较为全面地表征光源的颜色质量。初步尝试了光源颜色质量综合性评价指标的构建，并获得验证。

为优化多基色混合白光LED的显色性,得到色彩生动的白光LED照明效果,以评价饱和红色的特殊显色指数R9为研究对象,通过多基色光源混合白光LED的光谱功率分布的高斯数学模型,选取峰值波长λm、半波宽Δλ和幅值A为基色光源光谱功率分布的主要参量,并以“蓝光芯片+YAG黄色荧光粉”和“红、绿和蓝基色LED”为分析模型分别进行二基色和三基色混合白光LED显色性研究,讨论两种基色混合情况下三个参量对混色白光LED的显色性R9贡献.结果表明:为使多基色混合白光LED的显色性更好,首先确定光源S1的峰值波长λm1、半波宽Δλ1及幅值A1;然后设定其他基色光源幅值Ai以求此条件下峰值波长λmi和半波长Δλi取值范围;最后在求得的峰值波长λmi和半波长Δλi取值范围,反求基色光源的最佳幅值Aiopt,从而使多基色混合白光LED的显色性达到最佳效果.该方法对分析基色混合白光LED的显色性具有理论参考价值.

给出了一种在人眼中间视觉条件下道路照明光源安全节能性能分析的研究方法。通过构建基于中间视觉行车行为反应时间模拟测试系统, 建立了人眼中间视觉条件下的光视光效模型, 获得了中间视觉下的光视光效曲线。并通过该模型, 给出了基于照明功率密度LPD的光源节能性评价方法。从色度学理论出发, 选用Luv均匀颜色空间, 基于显色指数的光源显色性评价分析计算方法, 探讨了不同主波长光源的相对光谱功率分布变化对光源颜色的影响, 建立了光源主波长与显色指数的函数关系表达式, 可计算获得人眼敏感度与光源颜色各个波长点的关系。对上述方法进行了反应时间模拟测试实验和道路照明图像清晰度计算实验验证, 数据分析与计算结果表明, 在中间视觉条件下, 以540~550 nm为主波长的白绿色照明光源的功率密度和显色性最佳。

利用蓝光LED芯片激发［Ru(dtb-bpy)3］2+(PF-6)2和YAG混合荧光粉的方法制备了新型白光LED，研究了随着［Ru(dtb-bpy)3］2+(PF-6)2含量的增加而引起的白光LED光谱特性的变化。当［Ru(dtb-bpy)3］2+(PF-6)2的质量分数为1.5%时，白光LED的显色指数达到83.2，效率相对于其含量为0%时下降了约20%。另外，研究了结温对于一体化封装的该新型白光LED发光特性的影响，结果表明：高显色LED的结温从30 ℃上升到130 ℃的过程中，芯片的蓝光辐射出现了较大幅度的减少，共降低了27.73%，随之也导致该白光LED总发光强度的衰减，而且其发光效率出现了大幅度的下降，共衰减了31.76%，但是其显色性没有明显的变化。

文章论述了低色温高显色性白光LED的制备方法及其发展现状与趋势，重点分析了低色温高显色性白光LED的光色电参数，并指出了低色温高显色性白光LED制备技术的难点。同时制备了瓦级大功率白光LED，其显色性高达93，经过1,000小时老化后，色温出现漂移，显色指数仍高于83。

以稀土氧化物为原料,采用高温固相法,分别合成了钆、镨、以及钆镨共掺杂的YAG:Ce荧光粉。用荧光分光光度计对这几种荧光粉的激发光谱和发射光谱进行测试。结果表明,这几种荧光粉可以被蓝光(455-470 nm)有效激发;掺杂不同浓度的Gd3+可以使YAG:(Ce,Gd)荧光粉发射光谱的中心波长向红光波段产生不同程度红移;YAG:(Ce,Pr)荧光粉发射光谱新增610 nm处发射峰;YAG:(Ce,Pr,Gd)荧光粉的发射光谱不仅新增610 nm处的红峰而且有红移现象,这有效弥补了传统白光LED光谱中红光成份不足这一缺陷,对白光LED在高显色性要求领域的应用有重大的意义。

通过蓝光发光二极管(LED)芯片激发红、绿两种荧光粉制作白光LED,首先保持两种荧光粉的配比不变,依次从2700～13000 K改变相关色温,发现在某一色温段时,显色指数达到最高。然后依次改变两种荧光粉的配比,重复试验,发现不同的荧光粉配比,达到最高显色指数所对应的色温段不同。试验结果表明,通过合理匹配红、绿荧光粉和硅胶三者之间的比例,可以实现在2700～13000 K之间的任一色温区,显色指数均能达到90以上,在4000 K以下的低色温区,显色指数可达到96。基于此,通过选择和匹配LED蓝光芯片、荧光粉的激发、发射波长,以及它们之间的比例关系,可以实现在任意色温段使显色指数最大化的白光LED光谱设计。