LED波長，是指發光二極管所發射的光的波長范圍。LED的光波長決定了其發出的光的顏色，一般有紅光、黃光、綠光、藍光和紫光LED，及紅外LED和紫外LED等特殊波長LED。下面，我們就來全面了解一下LED的波長特性、發光顏色、應用場景，以及LED波長檢測方法等方面的知識。
LED波長與發光類型與顏色對照圖
LED的波長是指LED發光中心光的波長。LED的波長不同，可產生不同效果的LED光波。如不可見光，即紅外光和紫外光，以及?可見光，如常見的紅光LED、綠光LED、和藍光LED等。下面，就是三個不同LED波長范圍區間的分類。
?紫外光（UV）?：發光中心波長在400nm以下，包括近紫外（380-400nm）和深紫外（<300nm）。
?可見光?：發光中心波長在400-780nm之間，這是人眼可以看到的范圍。
?紅外光（IR）?：發光中心波長大于780nm，肉眼不可見。
我們日常使用LED照明燈具和LED顯示屏均為可見光LED。
事實上，LED的波長還可詳細區分為峰值波長和主波長。在LED的實際應用中，我們往往需要根據具體應用場景的不同，使用不同的波長參數來進行選擇。
峰值波長（Peak Wavelength，λP）是指光譜輸出值最高的波長，即光譜中輻射功率或發光強度最大的波長。它是一種純粹的物理量，通常應用于波形比較對稱的單色光檢測。峰值波長的單位是納米（nm）。設計LED時，峰值波長是一個重要的參考指標，因為它直接關系到LED的光學特性?。
主波長（Dominant Wavelength，λD）則是眼睛能看到的光源發出的主要光的顏色所對應的波長。它與峰值波長的區別在于，主波長考慮了人眼的視覺感知，即人眼看到的顏色。在CIE1931馬蹄形坐標中，從某一點做延長線與馬蹄形曲線交點的波長被視為主波長。主波長的單位也是納米（nm）。由于光源發出的光通常由多種波長的光組成，主波長反映了這些光混合后給人的視覺印象?。
那么，在實際應用中，我們是該以峰值波長參數還是主波長參數為依據來選擇合適的LED產品呢？
如果LED用于光學儀器并需要識別特定波長，則應使用峰值波長進行選料。
如果LED用于為顯示器提供背光或以其他方式照亮或指示操作人員，則應使用主波長進行選料。
?LED的波長與發光顏色的關系非常密切。光的顏色主要由其波長決定，不同波長的光對應不同的顏色。
具體來說：
?紅色光?：波長范圍大約在610-700nm之間。?
?橙色光?：波長范圍大約在590-610nm之間。
?黃色光?：波長范圍大約在575-595nm之間。
?綠色光?：波長范圍大約在495-570nm之間。
?藍色光?：波長范圍大約在450-490nm之間。
?紫色光?：波長范圍大約在370-410nm之間。
?紫外光?：波長范圍小于380nm。
例如，Kinglight晶臺RGB全彩LED燈珠中的紅光LED芯片的波長一般控制在620nm到625nm之間，綠光LED芯片的波長則在530nm到535nm之間，而藍光LED芯片的波長則限定在458nm到475nm之間，從而獲得更加精準的紅綠藍三原色，確保優異的混色效果，為LED屏提供卓越的色彩還原能力。
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Kinglight晶臺SMD LED內的紅綠藍三色LED芯片的波長控制一個相對狹小的區間內
此外，LED的發光原理是基于半導體材料的電子躍遷，通過施加電壓激發電子從低能級躍遷到高能級，然后返回低能級時釋放出光子，這些光子的能量決定了光的波長和顏色。
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下面，我們就來詳細講解一下幾種常見的可見光LED，即紅光LED、綠光LED、藍光LED和紫光LED的主要應用場景。
紅光LED主要應用于信號指示燈、汽車尾燈、紅外線通信、激光器、生物醫學成像燈領域。在信號指示燈中，紅光LED用于表示停止、警告和故障燈狀態，其高亮度和鮮艷的顏色使得信號指示更加醒目。在激光器中，紅光LED 可以作為光源，用于刻錄和顯示等應用。此外，紅光紅光LED還可以應用于生物醫學領域，用于光療和光動力學治療等。
綠光LED則主要應用于戶外顯示屏、照明、草坪燈、交通信號燈等。在戶外顯示屏中，綠光LED可以發出鮮艷的綠色光線，使得顯示效果更佳清晰和飽滿。而在照明領域，綠光LED則被應用于景觀照明和室內照明，其高亮度和節能性能，使得綠光LED成為照明產品的首選。此外，綠光LED還應用于交通信號燈中，主要表示通行。
藍光LED被廣泛應用于室內照明、光通信、醫療設備等。在室內照明中，藍光LED可與熒光粉相結合，發出白光，用于照明和顯示器背光等。在光通信中，藍光LED可以用于數據傳輸，并具有較高的傳輸速率與穩定性。此外，藍光LED還可以應用于醫療設備中，用于治療皮膚疾病、牙齒美白等。
紫光LED一般應用于紫外線殺菌、紫外線檢測、熒光光源等。在紫外線殺菌中，紫光LED可發出紫外線，具有很強的殺菌能力，可應用于水處理、空氣凈化燈。在紫外線檢測中，紫光LED可以應用于檢測熒光物質、礦石和紙幣等。此外，紫光LED還可以作為熒光光源，用于熒光燈和熒光顯示器等。
?紅外光和紅光LED的主要區別在于它們的可見性、波長范圍、應用領域以及功能。?
?可見性與波長范圍?：
紅光是人眼可以看到的，其波長范圍大約在600-700納米（nm）。
紅外光是人眼看不見的，其波長范圍通常在760納米到1毫米之間，遠超出了人眼的可見光譜范圍。
?應用領域?：
紅光主要應用于可見光領域，如LED指示燈、顯示屏、裝飾燈等，其中紅光LED的應用還包括醫療、美容等領域，因為紅光能夠促進細胞新陳代謝，加速傷口愈合。
紅外光的應用范圍更廣，包括通信、探測、軍事、醫療等，其中醫療領域利用紅外光的熱效應進行高溫殺菌、設備監控等。此外，紅外光還廣泛應用于生物醫學、化學分析等領域。
?功能?：
紅光LED除了照明和顯示功能外，還因其能夠促進細胞新陳代謝而被用于美容和醫療領域，幫助傷口愈合和提升免疫功能。
紅外光由于其不可見性和較強的穿透能力，被用于通信、探測、軍事等領域。在醫療領域，紅外光用于高溫殺菌和設備監控。
總之，紅光LED主要用于可見光領域的照明和顯示，而紅外光的應用則擴展到通信、探測、軍事等多個領域，且在醫療領域中兩者都有應用，但具體作用和應用場景有所不同。
LED的發光波長主要由?材料的禁帶寬度?決定，這是由于半導體材料的電子結構特性所決定的。具體來說，LED的發光波長與半導體材料的禁帶寬度（Eg）有關，根據公式λ=1240/Eg計算，其中λ代表發光波長，Eg代表禁帶寬度。
改變材料的禁帶寬度可以通過摻雜的方式來實現，市場上的主流LED產品，如藍光主要材料是GaN，紅光產品主要是AlGaInP和GaAs。一般LED燈的波長范圍在380-780納米之間，低于380納米為紫外光，高于780納米為紅外光，這些波長的光對人體有害或超出了人眼可見的范圍。?
此外，LED的發光波長還會受到其他因素的影響，包括：
?混晶的形成?：通過形成混晶可以實現發光波長的連續變化。
?量子限制效應?：對于采用量子阱結構的器件，量子限制效應會使發光波長變短。
?極化電場?：對于InGaAlN材料體系，由于有很強的極化電場，使發光波長變長。
?溫度?：溫度升高，發光波長變長。
?應力狀態?：發光層承受的應力狀態可使發光波長變化，張應力使波長變長，壓應力使波長變短。
總的來說，LED的發光波長不僅由材料的禁帶寬度決定，還受到多種因素的影響，包括混晶形成、量子限制效應、溫度、應力狀態等。
那么，我們又可以通過哪些方法來獲得LED的具體波長參數呢？一般來說，我們可以通過光譜儀、萬用表、X射線、積分球等方法，來測量LED的波長參數。?
?光譜儀測量法?：使用光譜儀測量LED的光譜分布，通過分析光譜曲線來確定LED的波長。這種方法需要專業的設備，適用于實驗室環境。
?萬用表檢測法?：雖然萬用表主要用于檢測LED燈珠的質量，但它也可以用來初步判斷LED的波長。通過觀察萬用表上的電壓讀數變化，可以大致估計LED的波長范圍。
?X射線檢測?：X射線檢測技術可以用于檢測LED燈條的內部結構，雖然不直接測量波長，但對于檢測LED燈條的質量和結構非常有用。
?積分球法?：積分球法是一種測量總光通量的方法，通過將積分球與光度計或光譜輻射計結合，可以間接獲取LED的光譜信息。
