CN116256322A - 一种微型发光器件的量子效率测试方法及测试*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种微型发光器件的量子效率测试方法及测试***，其中方法包括：将微型发光器件通过光学元件放大后，通过光电转换构件采集微型发光器件透过光学元件的第一光信号，并将第一光信号转换为第一电信号；根据第一电信号生成的第一光谱图确定第一光谱积分面积；获得检测过程中的检测影响参数；其中检测影响参数至少包括光电转换构件的转换参数、光学元件对光的接收参数中的至少之一；基于第一光谱积分面积和检测影响参数，得到实际发射光子数；通过点亮微型发光器件获取微型发光器件的注入的采集区域的总载流子数；基于实际发射光子数和采集区域的总载流子数获得微型发光器件的量子效率。提高了对微型发光器件的量子效率测试的准确性。

Description

一种微型发光器件的量子效率测试方法及测试***

技术领域

本发明实施例涉及光学测试技术领域，尤其涉及一种微型发光器件的量子效率测试方法及测试***。

背景技术

半导体发光器件在消费、通信***、医疗仪器等领域有广泛应用。无论从科技或是经济发展的角度来看，半导体发光器件都具有广阔的应用前景，受到广泛的关注和研究。在生产和研发的过程中，需要对半导体发光器件的量子效率进行分析和测试。

目前，对Micro-LED的量子效率测试仍然参考传统大尺寸的LED的测试方法，使用积分球算法进行测试。但是与传统LED器件相比，Micro-LED尺寸缩小至微米级别，用于VR显示等应用的Micro-LED单颗尺寸更是仅有2-3um。相对于Micro-LED尺寸的极大缩小，现有的***却不能同样的极限缩小，这就导致在大尺寸LED量子效率中的误差在Micro-LED测试时被极大地放大。因此现有的计算Micro-LED外量子效率，尤其是测试单颗或者像素外量子效率，结果不够准确。因此，如何实现提高对微型发光器件的量子效率测试的准确性，是本领域人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明实施例提供了一种微型发光器件的量子效率测试方法及测试***，以提高对微型发光器件的量子效率测试的准确性。

根据本发明的一方面，提供了一种微型发光器件的量子效率测试方法，包括：

将所述微型发光器件通过光学元件放大后，通过光电转换构件采集所述微型发光器件透过所述光学元件的第一光信号，并将所述第一光信号转换为第一电信号；

根据所述第一电信号生成所述微型发光器件的第一光谱图后，基于所述第一光谱图确定第一光谱积分面积；

获得检测过程中的检测影响参数；其中，所述检测影响参数至少包括光电转换构件的转换参数、光学元件对光的接收参数中的至少之一；

基于所述第一光谱积分面积和检测影响参数，得到实际发射光子数；

通过点亮微型发光器件获取所述微型发光器件的注入的采集区域的总载流子数；

基于所述实际发射光子数和采集区域的总载流子数获得所述微型发光器件的量子效率。

可选的，所述检测影响参数还包括***收集参数；所述基于所述第一光谱积分面积和检测影响参数，得到实际发射光子数，包括：

根据所述第一光谱积分面积与所述转换参数，得到所述光电转换构件实际采集到的第一发射光子数；

或，根据所述第一光谱积分面积与所述转换参数、所述光学元件对光的接收参数，得到第二发射光子数；

或根据第一光谱积分面积与所述转换参数、所述光学元件对光的接收参数、***对光的收集参数，得到第三发射光子数；

所述实际发射光子数为所述第一发射光子数或所述第二发射光子数或所述第三发射光子数。

可选的，获取所述微型发光器件的注入的采集区域的总载流子数，包括：

根据点亮微型发光元件的电流参数获取第一总载流子数；

或，

根据点亮微型发光元件的电流参数获取第一总载流子数；

根据有效采集面积比，对第一总载流子数进行修正，得到第二总载流子数

所述采集区域的总载流子数为所述第一总载流子数或所述第二总载流子数。

可选的，获取所述光电转换构件的转换参数，包括：

通过所述光电转换构件采集第一参考光源的第二光信号，并将所述第二光信号转换为第二电信号；其中，所述第一参考光源包括激光；

根据所述第二电信号生成所述第一参考光源的第二光谱图后，基于所述第二光谱图确定第二光谱积分面积；

获取所述第一参考光源的光功率，并根据所述第二光谱积分面积以及所述第一参考光源的光功率计算所述光电转换构件的转换参数。

可选的，所述根据所述第二光谱积分面积以及所述第一参考光源的光功率计算所述光电转换构件的转换参数，基于以下公式确定：

其中，P为第一参考光的光功率，h为普朗克常量，υ为参考光频率，t为第二光谱积分时间，S_Psignal为所述第二光谱积分面积。

可选的，获取所述光学元件对光的接收参数，包括：

确定所述微型发光器件与所述光学元件之间介质的折射率，以及所述光学元件的数值孔径；

根据所述微型发光器件与所述光学元件之间介质的折射率以及所述光学元件的数值孔径，计算所述光学元件的接收角；

根据所述接收角计算所述光学元件对光的接收参数。

可选的，根据所述微型发光器件与所述光学元件之间介质的折射率以及所述光学元件的数值孔径，计算所述光学元件的接收角，基于以下公式确定：

其中，θ为所述光学元件对光的接收角，n为所述微型发光器件与所述光学元件之间介质的折射率，NA为所述光学元件的数值孔径；

根据所述接收角计算所述光学元件对光的接收参数，基于以下公式确定：

其中，η_lens为所述光学元件对光的接收参数。

可选的，所述检测影响参数还包括***对光的收集参数；获取***收集参数，包括：

将第二参考光源放置在所述微型发光器件的位置后，通过光功率检测器件检测第二参考光源处的光功率，以及所述第二参考光源发出的光传播至所述光电转换构件处的光功率；

根据所述光电转换构件处的光功率与所述第二参考光源处的光功率的比值，计算***收集效率；其中，所述第二参考光源包括激光。

可选的，获取所述微型发光器件的有效采集面积比，包括：

确定所述微型发光器件的波长以及所述光学元件的数值孔径；

根据所述微型发光器件的波长以及所述光学元件的数值孔径，计算所述光学元件在所述微型发光器件上的点直径；

根据所述光学元件在所述微型发光器件上的点直径计算所述微型发光器件的采集面积；其中，所述采集面积为对所述微型发光器件的光采集区域的面积；

根据所述微型发光器件的采集面积与所述微型发光器件的全部发光面积的比值，计算所述光电转换构件对所述微型发光器件的有效采集面积比；其中，所述微型发光器件的采集面积小于或等于所述微型发光器件的全部发光面积。

可选的，所述根据所述微型发光器件的波长以及所述光学元件的数值孔径，计算所述光学元件在所述微型发光器件上的点直径，基于以下公式确定：

其中，l为所述光学元件在所述微型发光器件上的点直径，λ为所述微型发光器件的测试波长，NA为所述光学元件的数值孔径。

根据本发明的另一方面，提供了微型发光器件的量子效率测试***，包括光电转换构件、位于微型发光器件与所述光电转换构之间的光学元件，以及与所述光电转换构件连接的数据处理器；

所述光学元件用于放大所述微型发光器件；所述光电转换构件用于采集所述微型发光器件透过所述光学元件的第一光信号，并将所述第一光信号转换为第一电信号；

所述数据处理器用于采集所述第一电信号，并根据所述第一电信号生成所述微型发光器件的第一光谱图后，基于所述第一光谱图确定第一光谱积分面积；

以及获取检测过程中的检测影响参数，基于所述第一光谱积分面积和检测影响参数，得到实际发射光子数；其中，所述检测影响参数至少包括光电转换构件的转换参数、光学元件对光的接收参数中的至少之一；

以及通过点亮微型发光器件获取微型发光器件的注入的采集区域的总载流子数；

以及基于所述实际发射光子数和采集区域的总载流子数获得所述微型发光器件的量子效率。

本发明实施例提供的技术方案，通过光学元件将微型发光器件放大，使得光电转换构件采集微型发光器件的第一光信号时，所述微型发光器件可以等同于面光源；光电转换构件将采集微型发光器件的第一光信号转换为第一电信号后，通过数据处理器根据第一电信号生成微型发光器件的第一光谱图，从而可以基于第一光谱图确定第一光谱积分面积后，可计算出光电转换构件所收集到的材料发射的所有光子数的理论值；由于在量子效率检测过程中存在检测影响参数，因此基于第一光谱积分面积和检测影响参数，可以得到实际发射光子数，排除检测***对实际发射光子数的影响；从而在根据微型发光器件采集区域中发出的总光子数以及注入采集区域中的总载流子数得到微型发光器件的量子效率时，可以提高对微型发光器件量子效率检测的准确度。积分球测试是挪用大尺寸LED量子效率测试方法，与之相较，本发明实施例提供的测试方法更适用于微米尺寸的Micro-LED量子效率的测试，科学性更高，准确度更高。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种微型发光器件的量子效率测试方法的流程图；

图2是本发明实施例提供的一种微型发光器件的量子效率测试***的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的另一种微型发光器件的量子效率测试方法的流程图；

图4是本发明实施例提供的一种光电转换构件的转换参数测试***的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的一种微型发光器件与光学元件之间的光路图；

图6是本发明实施例提供的一种***收集参数测试***的结构示意图；

图7是发明实施例提供的一种获取微型发光器件的注入的采集区域的总载流子数方法的流程图；

图8是发明实施例提供的一种在光谱采集过程中对微型发光器件的采集区域的示意图；

图9是图8所示结构中的局部放大图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

本法实施例提供了一种微型发光器件的量子效率测试方法，图1是本发明实施例提供的一种微型发光器件的量子效率测试方法的流程图，参考图1，微型发光器件的量子效率测试方法，包括：

S110、将微型发光器件通过光学元件放大后，通过光电转换构件采集微型发光器件透过光学元件的第一光信号，并将第一光信号转换为第一电信号。

具体的，量子效率(QE)可以理解为器件发射的光子数与注入载流子数的比值，即量子效率＝发射光子数/注入载流子数。因此在对微型发光器件的量子效率的测试过程中，测试得到微型发光器件的发射光子数以及对应的注入载流子数，再根据二者的比值可得到量子效率。

测试微型发光器件的量子效率的***为微区光谱测试***，例如常见的拉曼光谱测试***等。图2是本发明实施例提供的一种微型发光器件的量子效率测试***的结构示意图，参考图2，微型发光器件的量子效率测试***包括光电转换构件20、位于微型发光器件200与光电转换构件20之间的光学元件10，以及与光电转换构件20连接的数据处理器30。获取微型发光器件200的发射光子数的过程中，通过光学元件10将微型发光器件200放大，使得光电转换构件20采集微型发光器件200的第一光信号时，微型发光器件200可以等同于面光源。光电转换构件20可以将采集微型发光器件200的第一光信号转换为第一电信号。

光电转换构件20可以为光谱仪，光子计数器。相比于使用光子计数器等仪器进行直接计数，使用光谱仪进行间接计数是更为简便快捷。当第一光信号进入到光谱仪后，首先经过光栅进行衍射分光，随后光束照射在光谱仪的线性CCD阵列上。光子撞击CCD阵列上的光敏二极管后，这些光敏二极管可释放出与光通量呈线性比例的电容，从而可根据电容得到第一电信号。

S120、根据第一电信号生成微型发光器件的第一光谱图后，基于第一光谱图确定第一光谱积分面积。

具体的，当第一光信号采集结束后，第一电信号随后经A/D转换器处理后导入数据处理器30，例如计算机。计算机可以根据经A/D转换器转换后的数据生成微型发光器件200的第一光谱图。通过计算第一光谱图中光谱线与横坐标轴(表示光谱的波长)之间所围的面积，可以得到第一光谱积分面积。第一光谱积分面积为光电转换构件20采集到理论光子数，即为微型发光器件200的采集面积所发射光子数中被光谱仪所采集到的理论值。

S130、获得检测过程中的检测影响参数；其中，检测影响参数至少包括光电转换构件的转换参数、光学元件对光的接收参数中的至少之一。

S140、基于第一光谱积分面积和检测影响参数，得到实际发射光子数。

具体的，第一光谱积分面积为光电转换构件20采集到理论光子数，由于在检测过程中，存在一些器件的转换系数或者是采集范围的影响，需要基于检测影响参数，得到微型发光器件200的实际发射光子数。或者检测影响参数也可以理解在测试过程中，由于测试的误差等原因造成的影响，从而需要进行修正。

也就是说，基于第一光谱积分面积确定的理论光子数，在绝对理想状态下(检测过程中不存在任何检测影响因素)，为微型发光器件200发射光子数的实际值。然而，在实际检测过程中，通常会存在检测影响因素，因此需要消除检测影响因素对测得的发射光子数的准确性的影响，从而提高量子效率的准确度。

检测影响参数包括光电转换构件20的转换参数；或者，检测影响参数包括光学元件10对光的接收参数；或者，检测影响参数包括光电转换构件20的转换参数以及光学元件10对光的接收参数。

其中，光电转换构件20的转换参数可以理解为，若通过第一光谱积分面积确定的发射光子数，与实际到达光电转换构件20处的光子数存在偏差，即光电转换构件20的光电转换存在一定的转换影响因素。光电转换构件20的转换影响因素可能由至少一种原因引起，示例性的，当微型发光器件200发射出的光子撞击CCD阵列上的光敏二极管时，光敏二极管所产生的电容存在一定的偏差，在将第一光信号转换为第一电信号时，造成第一电信号的损失，从而对计算得到的发射光子数造成损耗。因此，可以根据第一光谱积分面积与转换参数，可以得到实际到达光电转换构件20处的光子数，即光电转换构件20实际采集到的光子数，消除光电转换构件20的转换损耗。若不考虑其它影响因素，则可将光电转换构件20实际采集到的光子数，作为微型发光器件200的实际发射光子数。

转换参数可以为实际到达光电转换构件20处的光子数与通过第一光谱积分面积确定的理论光子数的比值。根据转换参数与第一光谱积分面积的乘积，可以计算得到光电转换构件20实际应采集到的光子数。公式如下：

N_{EL(collection)}＝n_CCD·S_signal

其中，n_CCD为光电转换构件20的转换参数，S_signal为第一光谱积分面积，N_{EL(collection)}为消除转换参数后光电转换构件20实际采集到的光子数。在仅考虑光电转换构件的转换参数对检测结果的影响时，实际发射光子数即为消除转换参数后光电转换构件20实际采集到的光子数。

光学元件10对光的接收参数可以理解为，由于光学元件10存在接收角，在当微型发光器件200发出的光中，有部分光的传播方向相对较偏离光学元件10的中心线时，使得该部分光不能进入光学元件10所能接收到光的区域，即此时光学元件10并不能接收采集面积内LED发出的所有的光子，使得光学元件10对光存在接收损耗。因此，若不考虑其它影响因素，根据第一光谱积分面积与接收参数，可以得到实际应透过光学元件10的光子数，并将其作为微型发光器件200的实际发射光子数。

为了进一步的保证实际发射光子数的准确性，在测量实际发射光子数时，可以通过光电转换构件20的转换参数以及光学元件10对光的接收参数时，消除上述两种影响因素。此时，基于第一光谱积分面积和检测影响参数，得到实际发射光子数基于以下公式确定：

其中，η_lens为光学元件10的接收参数，N_EL为消除光电转换构件20的转换影响因素以及光学元件10对光的接收影响因素后，微型发光器件200的实际发射光子数。

S150、通过点亮微型发光器件获取微型发光器件的注入的采集区域的总载流子数。

具体的，点亮微型发光器件200后，可以获得点亮微型发光器件200的电流。而电流与注入微型发光器件200的总载流子数存在线性关系。因此可以通过点亮微型发光器件200获取微型发光器件200的注入的采集区域的总载流子数。

在根据注入微型发光器件200时的电流计算注入的微型发光器件200的总载流子数时，可以根据以下公式确定：

其中，N_C为注入微型发光器件200的总载流子数，I为点亮微型发光器件200时所使用的电流，t为光谱测试时的积分时间；C为库伦常量。需要说明的是，基于公式

计算出的载流子数为注入微型发光器件200的总载流子数，即为微型发光器件200整个发光面积中发出的光子数。步骤S130中，可分为两种情况。一种是，若微型发光器件的采集区域与微型发光器件的整个发光面积相等，则可将公式/>

计算出的载流子数作为采集区域的总载流子数。若微型发光器件的采集区域与微型发光器件的整个发光面积不相等，则可在根据公式/>

计算出的载流子数上进行修正，得到采集区域的总载流子数。该部分对应图7的解释部分，可参见后续的解释。

S160、基于实际发射光子数和采集区域的总载流子数获得微型发光器件的量子效率。

具体的，量子效率(QE)为器件发射的光子数与注入载流子数的比值，即量子效率＝发射光子数/注入载流子数，因此基于实际发射光子数和采集区域的总载流子数的比值可以获得微型发光器件的量子效率。

本发明实施例提供的技术方案，通过光学元件将微型发光器件放大，使得光电转换构件采集微型发光器件的第一光信号时，所述微型发光器件可以等同于面光源；光电转换构件将采集微型发光器件的第一光信号转换为第一电信号后，通过数据处理器根据第一电信号生成微型发光器件的第一光谱图，从而可以基于第一光谱图确定第一光谱积分面积后，计算出光电转换构件所收集到的材料发射的所有光子总数的理论值；由于在量子效率检测过程中存在检测影响因素，因此基于第一光谱积分面积和检测影响参数，可以得到实际发射光子数，排除检测***对实际发射光子数的影响；从而在根据微型发光器件采集区域中发出的总光子数以及注入采集区域中的总载流子数得到微型发光器件的量子效率时，可以提高对微型发光器件量子效率检测的准确度。积分球测试是挪用大尺寸LED量子效率测试方法，与之相较，本发明实施例提供的测试方法更适用于微米尺寸的Micro-LED量子效率的测试，科学性更高，准确度更高。

在本发明的一个实施例中，检测影响参数还包括***收集参数。参考图2，可以理解为，微型发光器件200发出的光，在传播过程中，会依次透过用于放大微型发光器件200的光学元件10，例如显微物镜，以及位于显微物镜与光电转换构件20之间用于调节光路的光路调节光学元件40。这些元件会对信号造成一定的吸收损耗，并且光信号在空气中同样会造成一定的损耗，这些损耗可以称为***收集效率的损耗。因此在对发射光子数进行测试时需对这部分损耗进行修正，从而可以进一步的提高实际发射光子数准确性。在本发明的一些实施例中，检测影响参数还可以包括其它类型的影响参数。

在上述实施例的基础上，在本发明的另一个实施例中，在对实际发射光子数进行测试时，需要消除光电转换构件的转换影响、光学元件对光的接收影响以及光在传播过程中各光学元件对***收集效率的影响。图3是本发明实施例提供的另一种微型发光器件的量子效率测试方法的流程图，参考图3，微型发光器件的量子效率测试方法，包括：

S210、将微型发光器件通过光学元件放大后，通过光电转换构件采集微型发光器件透过光学元件的第一光信号，并将第一光信号转换为第一电信号。

S220、根据第一电信号生成微型发光器件的第一光谱图后，基于第一光谱图确定第一光谱积分面积。

S230、获取检测过程中的检测影响参数；检测影响参数至少包括光电转换构件的转换参数、光学元件对光的接收参数中及***收集参数中的至少之一。

该步骤可以理解为，上述三种检测影响参数对实际发射光子数均有影响，因此，将三种检测影响参数同时对理论光子数进行修正能够得到更精确地的实际发射光子数；同时，相对于现有技术计算的发射光子数，本发明中任一检测影响参数对理论光子数进行修正得到实际发射光子数，均更精确。

可选的，图4是本发明实施例提供的一种光电转换构件的转换参数测试***的结构示意图，参考图4，获得光电转换构件20的转换参数，包括：

通过光电转换构件20采集第一参考光源300的第二光信号，并将第二光信号转换为第二电信号；其中，第一参考光源300包括激光；

根据第二电信号生成第一参考光源300的第二光谱图后，基于第二光谱图确定第二光谱积分面积；

获取第一参考光源300的光功率，并根据第二光谱积分面积以及第一参考光源300的光功率计算光电转换构件20的转换参数。

具体的，将第一参考光源300放置在光电转换构件20前，使用光电转换构采集第一参考光源300的光谱信号，并计算得到第二光谱积分面积S_Psignal。在图4所示位置1处使用光功率计测试第一参考光源300的光功率P。其中，第一参考光源300包括激光，例如激光器或激光灯，可以根据激光功率与光子数的关系，可以获得光功率与光子数的关系：

其中N_P为第一参考光源300在单位时间内产生的光子数，P为第一参考光源300的光功率，h为普朗克常量，υ为第一参考光源频率，t为光谱积分时间。

又因为第一参考光源300(激光)的光子数N_P与第二光谱积分面积S_Psignal存在关系：N_P＝n_CCD·S_Psignal。因此根据第二光谱积分面积以及第一参考光源300的光功率计算光电转换构件20的转换参数，可以基于以下公式确定：

可选的，获取光学元件对光的接收参数，包括：

确定微型发光器件与光学元件之间介质的折射率，以及光学元件的数值孔径；

根据微型发光器件与光学元件之间介质的折射率以及光学元件的数值孔径，计算光学元件的接收角；

根据接收角计算光学元件对光的接收参数。

具体的，图5是本发明实施例提供的一种微型发光器件与光学元件之间的光路图，参考图5，光学元件10，例如显微物镜，存在接收角的θ，其与光学元件10的数值孔径(NA)的关系为：

其中，θ为光学元件10对光的接收角，n为微型发光器件200与光学元件10之间介质的折射率，NA为光学元件10的数值孔径。因此，根据微型发光器件200与光学元件10之间介质的折射率以及光学元件10的数值孔径，计算光学元件10的接收角，基于以下公式确定：

由于接收角的存在，在当微型发光器件200发出的光中，有部分光(图5中的光线a)的传播方向相对较偏离光学元件10的中心线z时，使得该部分光不能进入光学元件10所能接收到光的区域，即此时光学元件10并不能接收采集面积内LED发出的所有的光子，使得光学元件10对光存在接收损耗。根据已有的研究，在针对朗伯模式发光(面发光)的器件或材料时，光学元件10的接收参数可用以下公式推算出：

需要说明是的，Micro-LED的尺寸极小，只有在使用显微物镜进行测试时，才可将其视为面光源及朗伯发光模式。

可选的，图6是本发明实施例提供的一种***收集参数测试***的结构示意图，参考图6，获取***收集参数，包括：

将第二参考光源400放置在微型发光器件200的位置后，通过光功率检测器件检测第二参考光源400处的光功率，以及第二参考光源400发出的光传播至光电转换构件20处的光功率；

根据光电转换构件20处的光功率与第二参考光源400处的光功率的比值，计算***收集效率；其中，第二参考光源400包括激光。

具体的，考虑到各光学元件(10/40)都会对光信号造成一定的吸收损耗，以及光信号在空气的损耗，因此对这部分损耗进行修正。***收集参数测试***(图4)与微型发光器件的量子效率测试***(图2)的区别仅在于，在待测位置处的待测元件不同。将第二参考光源400放置在微型发光器件的位置，即将待测器件替换为第二参考光源400。第二参考光源400可以为激光器或激光灯。由于激光线宽极窄，可认为光学元件10对激光的收集效率η_lens-laser＝1，因此该步骤中***收集影响因素主要是是指各光学元件(10/40)材质对光信号的损耗。

可以使用光功率计测得图6所示位置2处测得激光功率为P1，经过物镜及光路后(进入光谱仪前)在位置3处测得功率为P2，则***对光信号的收集参数η_sys，可表示为：

S240、根据第一光谱积分面积与转换参数，得到光电转换构件实际采集到的第一发射光子数，并作为实际发射光子数。第一发射光子数可以理解为光电转换构件实际采集到的微型发光器件的光子数，在仅考虑光电转换构件的影响，此时的光电转换构件实际采集到的微型发光器件的光子数即为实际发射光子数。

S250、根据第一光谱积分面积与转换参数、光学元件对光的接收参数，得到第二发射光子数，并作为实际发射光子数。第一发射光子数可以理解为微型发光器件的采集区域中发出的光子数。在仅考虑光电转换构件和光学元件对光的接收的影响，此时的微型发光器件的采集区域中发出的光子数即为实际发射光子数。

S260、根据第一光谱积分面积与转换参数、光学元件对光的接收参数、***对光的收集参数，得到第三发射光子数，并作为实际发射光子数。第三发射光子数可以理解为通过***收集参数对采集区域中发出的光子数进行修正后得到的发射光子数。该步骤对应于，不仅考虑光电转换构件和光学元件对光的接收效率影响，以及***收集效率的影响。

具体的，根据光电转换构件的转换参数、光学元件对光的接收参数以及***收集参数，分别对应消除光电转换构件的转换影响、光学元件对光的接收影响以及***收集效率的影响后，可以得到微型发光器件的实际发射光子数为：

S270、通过点亮微型发光器件获取微型发光器件的注入的采集区域的总载流子数。

S280、基于实际发射光子数和采集区域的总载流子数获得微型发光器件的量子效率。

本发明实施例提供的技术方案，根据光电转换构件的转换参数、光学元件对光的接收参数以及***收集参数，分别对应消除光电转换构件的转换影响、光学元件对光的接收影响以及***收集效率的影响后，可以进一步的提高测得的实际发射光子数的准确度，排除检测***对实际发射光子数的影响；从而在根据微型发光器件采集区域中发出的总光子数以及注入采集区域中的总载流子数得到微型发光器件的量子效率时，可以进一步的提高对微型发光器件量子效率检测的准确度。

在上述实施例的基础上，在本发明的又一个实施例中，上述实施例中的S150和S270中获取微型发光器件的注入的采集区域的总载流子数，包括，

根据点亮微型发光元件的电流参数获取第一总载流子数；第一总载流子数为所述采集区域的总载流子数；

或，根据点亮微型发光元件的电流参数获取第一总载流子数；根据有效采集面积比，对第一总载流子数进行修正，得到第二总载流子数，第二总载流子数为所述采集区域的总载流子数。

通过提高获得的载流子数的精确度，提高量子效率的准确度。

图7是发明实施例提供的一种获取微型发光器件的注入的采集区域的总载流子数方法的流程图，参考图7，获取微型发光器件的注入的采集区域的总载流子数，包括：

S10、根据点亮微型发光元件的电流参数获取第一总载流子数。

S20、判断微型发光器件的采集面积与微型发光器件的整个发光面积是否相等；若是，则执行步骤S30；若否，则执行步骤S40。

S30、将第一总载流子数作为采集区域的总载流子数。

S40、获取有效采集面积比，根据有效采集面积比，对第一总载流子数进行修正，得到第二总载流子数，将第二总载流子数作为采集区域的总载流子数。

具体的，若微型发光器件的采集区域与微型发光器件的整个发光面积不相等，则在根据注入微型发光器件时的电流计算微型发光器件注入的采集区域的总载流子数时会存在偏差。换句话说，根据注入微型发光器件时的电流计算出的总载流子数为微型发光器件的整个发光区域中注入的载流子数。而由于通过第一光谱积分面积与检测参数计算出的光子数为微型发光器件中光电转换构件对的光的采集区域中发射出的光子数。因此，需要获得微型发光器件在采集区域中注入的实际载流子数，才可以获得准确的量子效率。

图8是发明实施例提供的一种在光谱采集过程中对微型发光器件的采集区域的示意图，图9是图8所示结构中的局部放大图。参考图8和图9，微型发光器件200的采集区域小于微型发光器件200的整个发光面积，则在根据注入微型发光器件200时的电流计算微型发光器件200注入的采集区域的总载流子数时会偏大。因此可以获取有效采集面积比及点亮微型发光器件200时的电流，根据有效采集面积比和电流，获取采集区域的总载流子数。在获取采集区域的总载流子数过程中，可以通过以下步骤实现：

根据点亮微型发光器件200的电流，计算注入微型发光器件200的第一载流子数；第一总载流子数可以根据以下公式进行计算：

根据有效采集面积比，对第一总载流子数进行修正，得到第二总载流子数；第二总载流子数可以根据以下公式进行计算：

其中S_collection为微型发光器件200的采集区域面积，即采集面积；S_device为微型发光器件200点亮总面积；

为有效采集面积比。

可选的，获取微型发光器件200的有效采集面积比，包括：

确定微型发光器件200的波长以及光学元件10的数值孔径；

根据微型发光器件200的波长以及光学元件10的数值孔径，计算光学元件10在微型发光器件200上的点直径；

根据光学元件10在微型发光器件200上的点直径计算微型发光器件200的采集面积；其中，采集面积为对微型发光器件200的光采集区域的面积；

根据微型发光器件200的采集面积S_collection与微型发光器件200的全部发光面积S_device的比值，计算光电转换构件20对微型发光器件200的有效采集面积比；其中，微型发光器件200的采集面积S_collection小于或等于微型发光器件200的全部发光面积S_device。

其中，根据微型发光器件200的波长以及光学元件10的数值孔径，计算光学元件10在微型发光器件200上的点直径，基于以下公式确定：

其中，l为光学元件10在微型发光器件200上的点直径，λ为微型发光器件200的测试波长，NA为光学元件10的数值孔径。

则微型发光器件200的采集面积则可表示为：

微型发光器件200的全部发光面积可根据微型发光器件200的尺寸，基于面积公式确定。例如微型发光器件200的圆形，则基于圆的面积公式获得；若微型发光器件200为矩形，则基于矩形的面积公式获得。

本发明实施例提供的技术方案，通过获取有效采集面积比及点亮微型发光器件时的电流，根据有效采集面积比和电流，获取采集区域的总载流子数，从而进一步的提高了获得注入采集区域中载流子数的准确度度，进而提高量子效率的准确度。

在本法明的一个实施例中，综合上述的检测影响参数，分别消除光电转换构件的转换影响、光学元件对光的接收影响、***收集效率的影响，以及采集面积对载流子数的影响后，微型发光器件的外量子效率可基于以下公式确定：

其中，获取的光电转换构件的转换参数n_CCD、光学元件对光的接收参数η_lens、微型发光器件的采集面积S_collection可作为该检测***的固有参数，因此测试时仅需采集第一光谱图获得S_signal、根据点亮微型发光器件的电流计算N_C以及确定待测器件总点亮面积S_device，即可获得微型发光器件的量子效率。本发明实施例通过提高测得的微型发光器件的发射光子数和注入载流子数的准确性，提高微型发光器件提高量子效率的准确性。

在上述实施例中，影响参数对实际发射光子数的修正均在获得实际发射光子数前的影响参数，影响参数的对实际发射光子数的修正形式不仅限于上述实施例中的系数修正。在其他实施例中，还可在不确定影响参数的影响，基于不同光源获取的光子数得到各影响因素的误差值，该误差值可以是定值，也可以是模型或公式，基于各影响因素的误差值对理论发射光子数进行修正。

参考图2，本发明实施例还提供了一种微型发光器件的量子效率测试***，用于上述任意实施例所述的微型发光器件的量子效率方法，微型发光器件的量子效率测试***包括光电转换构件20、位于微型发光器件200与光电转换构之间的光学元件10，以及与光电转换构件20连接的数据处理器30；

光学元件10用于放大微型发光器件200；光电转换构件20用于采集微型发光器件200透过光学元件10的第一光信号，并将第一光信号转换为第一电信号；

数据处理器30用于采集第一电信号，并根据第一电信号生成微型发光器件200的第一光谱图后，基于第一光谱图确定第一光谱积分面积；

以及获取检测过程中的检测影响参数，基于第一光谱积分面积和检测影响参数，得到实际发射光子数；其中，检测影响参数至少包括光电转换构件20的转换参数、光学元件10对光的接收参数中的至少之一；

以及通过点亮微型发光器件200获取微型发光器件200的注入的采集区域的总载流子数；

以及基于实际发射光子数和采集区域的总载流子数获得微型发光器件200的量子效率。

上述量子效率测试***的应用方式与上述任一项方法实施例对应，在此不累赘。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (11)

1.一种微型发光器件的量子效率测试方法，其特征在于，包括：

将所述微型发光器件通过光学元件放大后，通过光电转换构件采集所述微型发光器件透过所述光学元件的第一光信号，并将所述第一光信号转换为第一电信号；

根据所述第一电信号生成所述微型发光器件的第一光谱图后，基于所述第一光谱图确定第一光谱积分面积；

获得检测过程中的检测影响参数；其中，所述检测影响参数至少包括光电转换构件的转换参数、光学元件对光的接收参数中的至少之一；

基于所述第一光谱积分面积和检测影响参数，得到实际发射光子数；

通过点亮微型发光器件获取所述微型发光器件的注入的采集区域的总载流子数；

基于所述实际发射光子数和采集区域的总载流子数获得所述微型发光器件的量子效率。

2.根据权利要求1所述的微型发光器件的量子效率测试方法，其特征在于，所述检测影响参数还包括***对光的收集参数；

所述基于所述第一光谱积分面积和检测影响参数，得到实际发射光子数，包括：

根据所述第一光谱积分面积与所述转换参数，得到所述光电转换构件实际采集到的第一发射光子数；

或根据所述第一光谱积分面积与所述转换参数、所述光学元件对光的接收参数，得到第二发射光子数；

或根据第一光谱积分面积与所述转换参数、所述光学元件对光的接收参数、***对光的收集参数，得到第三发射光子数；

所述实际发射光子数为所述第一发射光子数或所述第二发射光子数或所述第三发射光子数。

3.根据权利要求1所述的微型发光器件的量子效率测试方法，其特征在于，获取所述微型发光器件的注入的采集区域的总载流子数，包括：

根据点亮微型发光元件的电流参数获取第一总载流子数；

或，

根据点亮微型发光元件的电流参数获取第一总载流子数；

根据有效采集面积比，对第一总载流子数进行修正，得到第二总载流子数；

所述采集区域的总载流子数为所述第一总载流子数或所述第二总载流子数。

4.根据权利要求1所述的微型发光器件的量子效率测试方法，其特征在于，获得所述光电转换构件的转换参数，包括：

通过所述光电转换构件采集第一参考光源的第二光信号，并将所述第二光信号转换为第二电信号；其中，所述第一参考光源包括激光；

根据所述第二电信号生成所述第一参考光源的第二光谱图后，基于所述第二光谱图确定第二光谱积分面积；

获取所述第一参考光源的光功率，并根据所述第二光谱积分面积以及所述第一参考光源的光功率计算所述光电转换构件的转换参数。

5.根据权利要求4所述的微型发光器件的量子效率测试方法，其特征在于，所述根据所述第二光谱积分面积以及所述第一参考光源的光功率计算所述光电转换构件的转换参数，基于以下公式确定：

其中，P为第一参考光的光功率，h为普朗克常量，v为参考光频率，t为第二光谱积分时间，S_Psignal为所述第二光谱积分面积，n_CCD为所述光电转换构件的转换参数。

6.根据权利要求1所述的微型发光器件的量子效率测试方法，其特征在于，获得所述光学元件对光的接收参数，包括：

确定所述微型发光器件与所述光学元件之间介质的折射率，以及所述光学元件的数值孔径；

根据所述微型发光器件与所述光学元件之间介质的折射率以及所述光学元件的数值孔径，计算所述光学元件的接收角；

根据所述接收角计算所述光学元件对光的接收参数。

7.根据权利要求6所述的微型发光器件的量子效率测试方法，其特征在于，

根据所述微型发光器件与所述光学元件之间介质的折射率以及所述光学元件的数值孔径，计算所述光学元件的接收角，基于以下公式确定：

其中，θ为所述光学元件对光的接收角，n为所述微型发光器件与所述光学元件之间介质的折射率，NA为所述光学元件的数值孔径；

根据所述接收角计算所述光学元件对光的接收参数，基于以下公式确定：

其中，η_lens为所述光学元件对光的接收参数。

8.根据权利要求1或2所述的微型发光器件的量子效率测试方法，其特征在于，所述检测影响参数还包括***对光的收集参数；

获得所述***对光的收集参数，包括：

将第二参考光源放置在所述微型发光器件的位置后，通过光功率检测器件检测第二参考光源处的光功率，以及所述第二参考光源发出的光传播至所述光电转换构件处的光功率；

根据所述光电转换构件处的光功率与所述第二参考光源处的光功率的比值，计算***收集效率；其中，所述第二参考光源包括激光。

9.根据权利要求3所述的微型发光器件的量子效率测试方法，其特征在于，获取所述微型发光器件的有效采集面积比，包括：

确定所述微型发光器件的波长以及所述光学元件的数值孔径；

根据所述微型发光器件的波长以及所述光学元件的数值孔径，计算所述光学元件在所述微型发光器件上的点直径；

根据所述光学元件在所述微型发光器件上的点直径计算所述微型发光器件的采集面积；其中，所述采集面积为对所述微型发光器件的光采集区域的面积；

根据所述微型发光器件的采集面积与所述微型发光器件的全部发光面积的比值，计算所述光电转换构件对所述微型发光器件的有效采集面积比；其中，所述微型发光器件的采集面积小于或等于所述微型发光器件的全部发光面积。

10.根据权利要求9所述的微型发光器件的量子效率测试方法，其特征在于，所述根据所述微型发光器件的波长以及所述光学元件的数值孔径，计算所述光学元件在所述微型发光器件上的点直径，基于以下公式确定：

其中，l为所述光学元件在所述微型发光器件上的点直径，λ为所述微型发光器件的测试波长，NA为所述光学元件的数值孔径。

11.一种微型发光器件的量子效率测试***，其特征在于，包括光电转换构件、位于微型发光器件与所述光电转换构之间的光学元件，以及与所述光电转换构件连接的数据处理器；

所述光学元件用于放大所述微型发光器件；所述光电转换构件用于采集所述微型发光器件透过所述光学元件的第一光信号，并将所述第一光信号转换为第一电信号；

所述数据处理器用于采集所述第一电信号，并根据所述第一电信号生成所述微型发光器件的第一光谱图后，基于所述第一光谱图确定第一光谱积分面积；

以及获取检测过程中的检测影响参数，基于所述第一光谱积分面积和检测影响参数，得到实际发射光子数；其中，所述检测影响参数至少包括光电转换构件的转换参数、光学元件对光的接收参数中的至少之一；

以及通过点亮微型发光器件获取微型发光器件的注入的采集区域的总载流子数；

以及基于所述实际发射光子数和采集区域的总载流子数获得所述微型发光器件的量子效率。

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