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激光二极管的辐射强
度空间分布及半值角
的测量
刘丹
实验目的
通过半值角的测量，了解LD发光的方向性
 熟悉可见光LD的辐射强度的探测方法

实验原理
激光二极管发射的光具有非常好的单色性
和方向性，相对来说，F-P型LD特性不是最
佳，有利于实验测量。
 利用“LED辐射强度空间分布及半值角测量”
的装置进行实验，L取100 mm。
 对光源来说，它发射的光通量和辐射通量
关系为

实验原理


发光强度：光源在指定方向上的一个很小的立
体角元内所包含的光通量。单位为坎德拉
（candela）。要求光源尺寸和探测器的面积
与光源离探测器的距离相比足够小，实际测量
中达不到这个要求。
使用“平均发光强度”：照射在与LD保持一定
距离处的光探测器上的通量与由探测器构成得
分立体角的比值。
I
V


V
S / d2
实验原理
CIE标准发光强度测试原理图
实验原理
半值角：最大光功率一半的两个位置间的
夹角，由平行和垂直于光轴之分。本实验
测量平行于光轴的半值角。
 光功率（辐射功率）：发光器件所发出可
见光得分总电磁通量。

实验步骤



将待测LD（650 nm）介入胶木模块的插孔，模块另一端的插头插到
控制面板“LED\LD驱动”的“正向电压”端口。“电压测量” 。
“电压测量”的正负端分别接到电压表的“20V+”和“-”端，电压表
量程选择20V。“电流测量”的正负端分别接到电流表的“200mA+”
和“-”端，电流表量程选择200mA。将胶木模块固定在转台导轨上。
调节LD的位置，保证出光面始终对准转台中心。在L＝100mm处固定
二维支架，把探测器装在支架上。探测器信号输出的红色插头插入控
制面板“3”孔，黑色插头插入“2”孔，“4”“5”之间插入300K电阻。然
后“LED/LD驱动”开关，“电压调节”旋钮由最小开始旋至IF＝
40mA。
缓慢旋转转台，记下转动过程中的最大光功率Imax，记下此时转台的
角度。以此角度为基准，逆时针旋转转台，读出该过程中不同位置的
功率和对应的角度，特别要记下半最大功率位置的角度α1/2。同理，
从基准位置顺时针旋转转台，记录功率和角度的数据，特别是半最大
功率的角度α1/2‘
更换为980 nm的LD，重复上述步骤，此时用100k的反馈电阻。
实验记录

计算机采集信号并经软件运算得到实际光功率，
以最大光功率为中心，记录多组（I，α），特别
是半最大光功率对应的α1/2，α1/2’。由计算机画
出LD发光强度的空间分布曲线。
实验记录
思考题

与LED的测量数据相比，发现LD在方向性
上有什么不同？解释物理机理。