發光二極管有紅外（非可見）與可見光兩個系列，前者可用輻射度，后者可用光度學來量度其光學特性。
1 發光法向光強及其角分布Iθ
發光強度（法向光強）是表征發光器件發光強弱的重要性能。LED大量應用要求是圓柱、圓球封裝，由于凸透鏡的作用，故都具有很強指向性：位于法向方向光強最大，其與水平面交角為90°。當偏離正法向不同θ角度，光強也隨之變化。發光強度隨著不同封裝形狀而強度依賴角方向。
發光強度的角分布Iθ是描述LED發光在空間各個方向上光強分布。它主要取決于封裝的工藝（包括支架、模粒頭、環氧樹脂中添加散射劑與否）
⑴為獲得高指向性的角分布
①LED管芯位置離模粒頭遠些；
②使用圓錐狀（子彈頭）的模粒頭；
③封裝的環氧樹脂中勿加散射劑。
采取上述措施可使LED2θ1/2=6°左右，大大提高了指向性。
⑵當前幾種常用封裝的散射角（2θ1/2角）圓形LED：5°、10°、30°、45°
2 發光峰值波長及其光譜分布
⑴LED發光強度或光功率輸出隨著波長變化而不同，繪成一條分布曲線--光譜分布曲線。當此曲線確定之后，器件的有關主波長、純度等相關色度學參數亦隨之而定。
LED的光譜分布與制備所用化合物半導體種類、性質及pn結結構（外延層厚度、摻雜雜質）等有關，而與器件的幾何形狀、封裝方式無關。
下圖繪出幾種由不同化合物半導體及摻雜制得LED光譜響應曲線。其中LED光譜分布曲線
1藍光InGaN/GaN2綠光GaP：N3紅光GaP：Zn-O
4紅外GaAs5Si光敏光電管6標準鎢絲燈
①是藍色InGaN/GaN發光二極管，發光譜峰λp=460～465nm；
②是綠色GaP：N的LED，發光譜峰λp=550nm；
③是紅色GaP：Zn-O的LED，發光譜峰λp=680～700nm；
④是紅外LED使用GaAs材料，發光譜峰λp=910nm；
⑤是Si光電二極管，通常作光電接收用。
由圖可見，無論什么材料制成的LED，都有一個相對光強度最強處（光輸出最大），與之相對應有一個波長，此波長叫峰值波長，用λp表示。只有單色光才有λp波長。
⑵譜線寬度：在LED譜線的峰值兩側±△λ處，存在兩個光強等于峰值（最大光強度）一半的點，此兩點分別對應λp-△λ，λp+△λ之間寬度叫譜線寬度，也稱半功率寬度或半高寬度。
半高寬度反映譜線寬窄，即LED單色性的參數，LED半寬小于40nm。
⑶主波長：有的LED發光不單是單一色，即不僅有一個峰值波長；甚至有多個峰值，并非單色光。為此描述LED色度特性而引入主波長。主波長就是人眼所能觀察到的，由LED發出主要單色光的波長。單色性越好，則λp也就是主波長。
如GaP材料可發出多個峰值波長，而主波長只有一個，它會隨著LED長期工作，結溫升高而主波長偏向長波
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