精通LED照明簡(jiǎn)介，目錄書(shū)摘

　　《精通LED照明》介紹了與發(fā)光二極管（LED）相關(guān)的照明科學(xué)?！毒↙ED照明》給出了照明、能源效率和降低電力消耗等領(lǐng)域一些引人注目的概念、理論、模擬以及新的設計技術(shù)；講解了LED燈具設計的基本知識，重點(diǎn)介紹了為大空間和3D物體照明開(kāi)發(fā)高競爭力LED燈具的原理。
　　《精通LED照明》首先討論了燈的輸出指標和表征方法，然后給出了某些在售燈具和設計原理樣燈在理論、模擬和實(shí)驗等方面的對比?！毒↙ED照明》詳細介紹了通用照明應用LED光源的光傳播和分布特性，并給出現實(shí)應用LED燈具所需的設計和仿真要求，還闡述了光的產(chǎn)生、效率、理論限制、效率限制因素和LED燈的設計要素。
　　1）重點(diǎn)在于LED燈照明的質(zhì)量和改進(jìn)；
　　2）介紹了二極管的基礎以及化合物半導體的熱、電、光和機械等方面的復雜光電特性；
　　3）用科學(xué)和數學(xué)的語(yǔ)言說(shuō)明了LED照明所面臨的挑戰；
　　4）包括有來(lái)自歐司朗光電半導體、喜萬(wàn)年、飛利浦、通用電氣等公司的案例研究。
　　《精通LED照明》詳細介紹了幾種家庭和商業(yè)照明用的LED替換燈，給出一些了改進(jìn)直管LED替換燈的新型設計概念?！毒↙ED照明》為照明設計師摘去了固態(tài)照明的神秘面紗，并能幫助LED科學(xué)家和工程師更有效地設計產(chǎn)品以實(shí)現高質(zhì)量照明。

　　提到LED照明，人們談?wù)撦^多的是其突出的電光轉換效率，較少提及它所能實(shí)現的照明質(zhì)量或品質(zhì)。而作為和觀(guān)察者心理感受密切相關(guān)的照明質(zhì)量，絕不是僅僅用高光效一個(gè)參數所能涵蓋的。作為經(jīng)驗豐富的半導體專(zhuān)家，同時(shí)又是照明設計顧問(wèn)，《精通LED照明》一書(shū)的作者從照明的歷史開(kāi)始，全面介紹了LED照明所需要的基礎知識，詳細描述了LED器件、模組、燈具的基本構成，發(fā)光器件及燈具照明特性的表征及測量方法，現有LED燈具設計中存在的技術(shù)問(wèn)題以及如何改進(jìn)才能夠實(shí)現更高品質(zhì)的照明。

　　M.Nisa Khan在明尼蘇達州圣保羅的麥卡利斯特（Macalester）學(xué)院獲得物理和數學(xué)學(xué)士學(xué)位，并在位于明尼蘇達州明尼阿波利斯市的明尼蘇達大學(xué)獲得電氣工程碩士和博士學(xué)位。在求學(xué)期間，她作為研究助理在位于明尼蘇達州布魯明頓市的霍尼韋爾固態(tài)研究中心工作了9年。獲得博士學(xué)位后，她成為新澤西州含德市的AT&T貝爾實(shí)驗室（現為阿爾卡特-朗訊）的技術(shù)職員，并在克勞佛德山的光子研究實(shí)驗室度過(guò)了6年中的大部分時(shí)光，致力于40Gbit/s光電子和集成光子器件的開(kāi)創(chuàng )性工作。隨后，Khan博士在其他幾家公司開(kāi)展光通信子系統方面的工作，包括在新澤西州由風(fēng)險投資資助她本人所創(chuàng )建的公司。2006年，她創(chuàng )辦了一家LED照明領(lǐng)域的研究和工程公司，其后一直投身于使固態(tài)照明更加適用于通用照明的創(chuàng )新和技術(shù)開(kāi)發(fā)工作。作為一位獨立顧問(wèn)，Khan博士從事娛樂(lè )和廣告牌行業(yè)中所使用的LED照明的可行性研究，并提供通用照明應用的平臺設計和開(kāi)發(fā)解決方案。自2007年以來(lái)，她一直為《時(shí)代標志》（Signs of the Times）雜志撰寫(xiě)“LED新進(jìn)展”專(zhuān)欄，該雜志自1906年來(lái)一直服務(wù)于電子廣告牌行業(yè)。

譯者序
原書(shū)前言
鳴謝
作者簡(jiǎn)介
第1章 導論1
1.1概述1
1.2照明知識基礎2
1.2.1光學(xué)研究簡(jiǎn)史2
1.2.2照明基礎概論2
1.2.3照明的定量參數3
1.2.3.1色度指標3
1.2.3.2亮度、照度和空間光分布6
1.2.3.3工程師和制造商常用照明指標集7
1.3照明技術(shù)8
1.3.1概述8
1.3.2熒光燈8
1.3.2.1緊湊型熒光燈8
1.3.2.2毒性9
1.3.2.3高強度放電燈9
1.3.3白熾燈10
1.3.3.1鹵素燈11
1.3.3.2其他照明技術(shù)11
1.3.4LED燈12
1.4理解照明12
1.4.1深入理解照明參數14
1.4.2對于LED照明特別重要的參數15
1.4.3測量單位15
1.5理解能量效率16
1.5.1“綠色”能量解決方案16
1.5.2發(fā)光功效與發(fā)光效率17
1.5.3確定最大功效18
1.5.4光源的效率18
1.5.5LED燈具的功效19
1.6LED工業(yè)：現狀和前景19
1.6.1全球增長(cháng)19
1.6.2高亮度LED20
1.6.3LED的應用20
1.6.4LED行業(yè)的挑戰和局限21
第2章 LED照明器件24
2.1概述24
2.2半導體光電子學(xué)基礎25
2.2.1半導體中的光發(fā)射25
2.2.2LED——半導體二極管26
2.2.3LED器件結構28
2.2.4白光LED的構造和挑戰29
2.2.5藍光LED的特殊挑戰30
2.2.6基于氮化物的LED基底32
2.3化合物半導體材料和制造工藝的挑戰32
2.3.1成品率或分選效應對成本的影響33
2.3.2自動(dòng)化生產(chǎn)34
2.3.3標準化的實(shí)現34
2.3.4芯片生產(chǎn)和庫存管理35
2.3.5化合物半導體的技術(shù)進(jìn)步36
2.3.5.1LED材料科學(xué)36
2.3.6大規模生產(chǎn)的工藝控制37
2.4確定和改進(jìn)LED照明功效37
2.4.1LED效率和功效的定量化37
2.4.2熒光粉效率的確定41
2.4.3估算白光LED功效的極限41
2.4.3.1理論功效極限41
2.4.3.2實(shí)際功效極限42
第3章 LED模組制造44
3.1概述44
3.2LED照明部件和子系統44
3.2.1基于功率的LED模組配置45
3.2.2LED子系統的配置46
3.2.2.1印刷電路板子系統47
3.2.2.2板上芯片封裝子系統48
3.2.2.3驅動(dòng)電源49
3.3熱管理和壽命研究52
3.3.1熱傳輸機制52
3.3.2LED的結溫53
3.3.3熱分析和建模54
3.3.3.1熱阻54
3.3.4熱仿真55
3.3.4.1仿真技術(shù)55
3.3.4.2與熱測量的結合56
3.3.5關(guān)于壽命和光衰的研究58
3.3.5.1定義LED燈的壽命58
3.3.5.2壽命周期內的光通量維持特性59
3.4為制作平臺優(yōu)化模組設計60
3.4.1如何進(jìn)行熱設計60
3.4.1.1模組散熱片61
3.4.1.2板散熱技術(shù)61
3.4.1.3擠壓成形散熱器61
3.4.1.4粘合材料63
3.4.1.5利用對流63
3.4.1.6優(yōu)化LED數量和驅動(dòng)電流63
3.4.1.7主動(dòng)式制冷64
3.4.2關(guān)于光學(xué)設計的思考65
3.4.2.1LED發(fā)光器件的光抽取65
3.4.2.2光分布整形65
3.4.2.3顏色參數65
3.4.3電氣設計要求66
3.4.3.1正、負電極的制備66
3.4.3.2LED位置分布的設計66
3.4.3.3電氣控制功能66
3.4.4機械設計要求67
第4章 燈的測量和表征68
4.1概述68
4.2通用照明參數的測量和表征68
4.2.1主要照明指標和測量68
4.2.2輔助照明參數69
4.2.3輻射度量和光度量的轉換方法70
4.2.3.1單色輻射71
4.2.3.2多色輻射72
4.2.4常用光度測量72
4.2.4.1光通量Φ72
4.2.4.2亮度L73
4.2.4.3照度Ev74
4.2.4.4光出射度M74
4.2.4.5光通量分布75
4.2.4.6發(fā)光能效和發(fā)光效率78
4.2.5常用色度測量78
4.2.5.1CIE標準照明體79
4.2.5.2CIE標準顏色空間79
4.2.5.3CIE標準色度圖79
4.3標準光度學(xué)與色度學(xué)在LED燈中的應用81
4.3.1燈的測量和比較82
4.3.1.1氛圍燈的測量82
4.3.1.2工作燈的測量87
4.3.2LED照明評價(jià)的建議和指南96
4.3.2.1零售燈規格指引96
4.4LED專(zhuān)有半導體照明特性的測量和表征97
4.4.1LED的光電測量和表征97
4.4.2不同熱條件下的照明參數表征97
4.4.3光度測量的標準化活動(dòng)99
第5章 LED燈的設計思考101
5.1概述101
5.2照明應用以及對燈的要求101
5.2.1住宅和商業(yè)應用中的環(huán)境照明102
5.2.2住宅和商業(yè)應用中的射燈105
5.2.3工業(yè)環(huán)境的大型空間照明106
5.2.4提供可視度的戶(hù)外照明108
5.2.5受限表面的超高亮度照明109
5.3適合照明應用的設計111
5.3.1照明質(zhì)量因子112
5.3.1.1顏色112
5.3.1.2明亮度112
5.3.1.3分布113
5.3.2一般照明用LED燈的設計思考113
5.3.2.1環(huán)境照明設計要素114
5.3.2.2射燈照明設計要素115
5.3.2.3大空間照明設計要素116
5.3.2.4戶(hù)外照明設計要素117
5.3.2.5超亮聚光照明設計要素118
5.4LED燈設計參數和取舍119
5.4.1LED燈特有的取舍119
5.4.2從瞬態(tài)數據研究LED取舍120
5.4.3LED技術(shù)改進(jìn)路線(xiàn)圖122
第6章 LED照明設計和仿真124
6.1概述124
6.2LED光輸出的模擬124
6.2.1封裝后LED的照明模擬基礎125
6.2.2LED發(fā)光強度在極坐標系中分布的模擬126
6.2.3模擬實(shí)際測量的探測器輸出127
6.2.4照明設計師用的照度分布仿真129
6.3將光分布擴展到大空間130
6.3.1單和雙LED仿真 131
6.3.2不同距離處雙LED系統的仿真132
6.3.3使用不同探測器尺寸的亮度分析133
6.3.4仿真輸出結果的選擇：亮度或非相干照度136
6.3.5LED照明特性總結136
6.4產(chǎn)生均勻、多向或各向同性L(fǎng)ED照明分布139
6.4.1電磁理論在LED和標準燈中的應用139
6.4.2LED和曲面燈的照明比較140
6.4.3產(chǎn)生多向和擴散LED光分布的方法142
6.4.