发光二极管（Light-Emitting Diode, LED）是一种基于半导体电致发光原理的固态光源，因其高效、稳定和光谱可控等特性，成为科研领域的核心工具。

原理

LED的发光是由于正向偏压下PN结的载流子复合过程。半导体材料通过掺杂工艺形成P型与N型半导体，二者结合时构成PN结。在P型半导体中，掺入三价元素（如硼）会产生大量空穴（正电荷载流子）；而在N型半导体中，掺入五价元素（如磷）会引入自由电子（负电荷载流子）。当P型与N型材料接触时，界面处因载流子浓度差异发生扩散：电子从N区向P区移动，空穴从P区向N区移动。扩散后，界面附近形成一个几乎没有自由载流子的区域，称为耗尽层。耗尽层内，N区残留带正电的离子，P区残留带负电的离子，从而产生由N区指向P区的内建电场。该电场阻碍载流子进一步扩散，最终达到动态平衡。

当对PN结施加正向偏压（P区接电源正极，N区接负极）时，外电场方向与内建电场相反，削弱了耗尽层的电势差。此时，电子从N区注入P区，空穴从P区注入N区，两者在耗尽层内相遇并复合。复合过程中，电子从导带（高能级）跃迁至价带（低能级），能量差以光子形式释放，这一现象称为电致发光.

性能参数

中心波长是LED光谱中光强最大值对应的波长，一般直接由半导体材料的能带结构决定。

半高宽为光谱中峰值强度50%处对应的波长范围，是表征光源单色性的重要指标。晶萃光学JCOPTIX提供24款单色LED，波长分别为365 nm、385 nm、395 nm、405 nm、415 nm、450 nm、470 nm、500 nm、530 nm、556 nm、590 nm、600 nm、620 nm、630 nm、660 nm、720 nm，850 nm，880 nm，970 nm，1050 nm，1200 nm，1300 nm，1550 nm和1650 nm。

色温是用于描述白光LED的颜色的参数，定义为黑体在相同颜色下对应的温度，单位为开尔文（K）。低色温（<3500 K）对应暖白光（红光成分多），高色温（>5000 K）对应冷白光（蓝光成分多）。现在常见的白光LED是在蓝色二极管发光面上涂上黄色荧光材料，通过蓝光激发黄光，混合后实现白光，可通过改变荧光粉配比来调节色温。晶萃光学JCOPTIX提供多种色温（4000K、5000K、5700K等）的白光LED。

工作电压，即LED正常工作所需的正向电压，不同颜色的LED具有不同的驱动电压，与材料本身特征和器件阻抗有关。

工作电流，即LED正常工作的的电流，一定范围内，LED的发光强度和电流成正比。由于LED为电流驱动器件，需采用恒流电源可以避免电压波动引起的亮度变化。晶萃光学JCOPTIX提供的LED控制器可以满足0到1200 mA电流驱动的各类LED。LEC1-B具有前后上三个面板。其中上部面板具有输出电流调节旋钮，前部面板包含控制器限流旋钮和模式切换开关。后部面板包含15V直流电源插口、标准SMA触发信号接头、以及标准四芯LED线缆连接头。其中输出电流限流调节开关可用于调节LED控制器最大输出电流。通过平头螺丝刀旋转箭头方向调节输出电流限流，从200 mA至1200 mA连续可调。输出电流调节旋钮可用于打开LED控制器以及连续调节LED输出电流。LEC1-B型LED驱动器提供的模式切换开关可以随意切换三种工作模式：恒流模式（CW），调制模式（MOD）和触发模式（TRIG）。

光衰率：LED的光强往往会随着时间发生非线性衰减，可以用光衰率描述LED光输出随时间衰减的程度，通常以光通量一定时间内的稳定值与初始值的之间比值来表征。LED光衰与多种原因有关，其中热效应会对LED性能有显著影响,高温会导致输出光功率下降甚至波长偏移.因此,需采用合理的散热设计来维持LED光源的稳定性。晶萃光学JCOPTIX提供的LED后端排布优化后的散热片，极大降低LED光致热，实现功率稳定输出，消除LED温升导致光输出功率下降的问题。

光束发散角：又称为视角，指光强降低至一半时所对应的的角度，取决于芯片结构与封装设计。

发光强度：单位坎德拉，即cd。光源在给定方向的单位立体角中发射的光通量定义为光源在该方向的（发）光强（度），发光强度是针对点光源而言的，或者发光体的大小与照射距离相比比较小的场合。这个量是表明发光体在空间发射的会聚能力的。

光通量：单位流明，即lm。光源在单位时间内发射出的光量称为光源的发光通量。同样，这个量是对光源而言，是描述光源发光总量的大小的，与光功率等价。光源的光通量越大，则发出的光线越多。

光照度：单位勒克斯即lx（以前叫lux）。1流明的光通量均匀分布在1平方米表面上所产生的光照度。