CN116067493A - 一种基于角度分辨的量子效率测试方法及测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于角度分辨的量子效率测试方法及测试系统，测试方法，包括：调节发光器件与光子采集构件之间的相对位置，以使光子采集构件按照预设分辨角度，采集以收集角为顶角的步进形成的相对单位体积内的光子数；其中，收集角为以发光器件为圆心，以光子采集构件中物镜的有效直径为弦长的弦所对应的圆心角；每次采集中，发光器件与光子采集构件之间的距离保持不变；根据全部单位体积内的光子数，得到发光器件的实际发射光子数；通过点亮发光器件获取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发光器件的量子效率。提高了对发光器件的量子效率测试的准确性。

Description

一种基于角度分辨的量子效率测试方法及测试系统

技术领域

本发明实施例涉及光学测试技术领域，尤其涉及一种基于角度分辨的量子效率测试方法及测试系统。

背景技术

半导体发光器件在消费、通信系统、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，在对半导体发光器件的量子效率进行测试过程中，可以包括相对量子效率测试方式和绝对量子效率测试方式。在相对量子效率测试方式中，需要先获得作为标样的发光器件的量子效率，然后通过采集并比较标样发光器件的光谱信号图与待测发光器件的光谱信号图(光谱信号图的积分面积为发射光子数)，来获得待测发光器件的相对量子效率，该方式需要确定标样发光器件的量子效率，步骤较繁琐，并且相对量子效率由于不是对待测发光器件直接测试所获得，会导致待测发光器件的量子效率的准确性降低；在绝对量子效率测试方式中，光信号采集装置通常是正对发光器件，通过采集到的光子数与点亮发光器件时注入发光器件的载流子数获得发光器件的量子效率；但是由于发光器件发出的光是向各个方向的，光信号采集装置无法采集到全部的发射光子，也会导致测得的发光器件量子效率的准确度降低；另外，目前还可以基于积分球算法对半导体发光器件进行绝对量子效率测试，但是对于小尺寸的发光器件的量子效率，例如Micro-LED的量子效率测试，由于在大尺寸半导体发光器件量子效率中可以忽略的误差在Micro-LED测试时被极大地放大。因此使用积分球算法计算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，如何实现提高对发光器件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基于角度分辨的量子效率测试方法及测试系统，以提高对发光器件的量子效率测试的准确性。

根据本发明的一方面，提供了一种基于角度分辨的量子效率测试方法，包括：

调节发光器件与光子采集构件之间的相对位置，以使所述光子采集构件按照预设分辨角度，采集以收集角为顶角的步进形成的相对单位体积内的光子数；其中，所述收集角为以所述发光器件为圆心，以所述光子采集构件中物镜的有效直径为弦长的弦所对应的圆心角；每次采集中，所述发光器件与光子采集构件之间的距离保持不变；

根据全部单位体积内的光子数，得到所述发光器件的实际发射光子数；

通过点亮发光器件获取所述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发光器件的量子效率。

可选的，根据全部单位体积内的光子数，得到所述发光器件的实际发射光子数，包括：

对全部单位体积内的光子数进行加和计算，得到所述发光器件的第一发射光子数；

或，

根据所述预设分辨角度和所述收集角计算发射光子数修正参数，并根据所述发射光子数修正参数对由全部单位体积内的光子数进行加和计算后得到的光子数进行修正，得到第二发射光子数；

其中，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。

可选的，根据全部单位体积内的光子数，得到所述发光器件的实际发射光子数，包括：

判断所述预设分辨角度与所述收集角是否相等；

若相等，则对全部单位体积内的光子数进行加和计算，得到所述发光器件的实际发射光子数；

若不相等，则根据所述预设分辨角度和所述收集角计算发射光子数修正参数；并根据所述发射光子数修正参数对由全部单位体积内的光子数进行加和计算后得到的光子数进行修正，以得到所述发光器件的实际发射光子数。

可选的，根据所述预设分辨角度和所述收集角计算发射光子数修正参数，包括：

根据所述预设分辨角度计算所述光子采集构件采集光子的理论立体角；

根据所述收集角计算所述光子采集构件采集光子的实际立体角；

根据所述理论立体角与所述实际立体角，计算所述发射光子数修正参数。

可选的，所述根据所述预设分辨角度计算所述光子采集构件采集光子的理论立体角，基于以下确定：

其中，θ’为所述预设分辨角度，Ω_θ’为所述光子采集构件采集光子的理论立体角；

根据所述收集角计算所述光子采集构件采集光子的实际立体角，基于以下确定：

其中，θ为所述收集角，Ω_θ为所述光子采集构件采集光子的实际立体角。

可选的，所述预设分辨角度为360°的因数。

可选的，在所述收集角为360°的非因数时，所述预设分辨角度为所述收集角的近似数。

可选的，获取所述发光器件的注入的采集区域的总载流子数，包括：

确定注入所述发光器件的电流值，根据所述电流值计算第一总载流子数；

或，

确定注入所述发光器件的电流值，根据所述电流值计算第一总载流子数；

确定有效采集面积比，并根据有效采集面积比对所述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，确定所述发光器件的有效采集面积比，包括：

确定所述发光器件的波长以及所述光子采集构件的数值孔径；

根据所述发光器件的波长以及所述光子采集构件的数值孔径，计算所述光子采集构件在所述发光器件上的点直径；

根据所述光子采集构件在所述发光器件上的点直径计算所述发光器件的采集面积；其中，所述采集面积为对所述发光器件的光采集区域的面积；

根据所述发光器件的采集面积与所述发光器件的全部发光面积的比值，计算所述光子采集构件对所述发光器件的有效采集面积比；其中，所述发光器件的采集面积小于或等于所述发光器件的全部发光面积。

可选的，调节发光器件与光子采集构件之间的相对位置，包括：

控制翻转驱动构件的翻转组件驱动承载台或所述光子采集构件按照预设步进水平翻转或垂直翻转，以改变所述光子采集构件采集所述发光器件发出的光的角度；其中，所述承载台用于承载所述发光器件。

根据本发明的另一方面，提供了一种基于角度分辨的量子效率测试装置，包括：

控制单元，用于调节发光器件与光子采集构件之间的相对位置，以使所述光子采集构件按照预设分辨角度，采集以收集角为顶角的步进形成的相对单位体积内的光子数；其中，所述收集角为以所述发光器件为圆心，以所述光子采集构件中物镜的有效直径为弦长的弦所对应的圆心角；每次采集中，所述发光器件与光子采集构件之间的距离保持不变；

发射光子数计算单元，用于根据全部单位体积内的光子数，得到所述发光器件的实际发射光子数；

总载流子数计算单元，通过点亮发光器件获取所述发光器件的注入的采集区域的总载流子数；

量子效率计算单元，用于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发光器件的量子效率。

本发明实施例提供的技术方案，通过调节发光器件与光子采集构件之间的相对位置，以使光子采集构件按照预设分辨角度，采集以收集角为顶角的步进形成的相对单位体积内的光子数；使得在对发光器件发射的光子采集过程中，从各个角度对发光器件的光在空间上进行微区划分，并且划分的每一微区与光子采集构件的采集区域相匹配，从而可以提高采集每一微区中的光子数的准确度；通过对各个角度的测试结果进行叠加和计算后，从而可以提高采集发光器件发射光子数的准确度，进而在根据发光器件的发射基于光子数和采集区域的总载流子数计算发光器件的量子效率时，可以提高对发光器件量子效率检测的准确度。本发明实施例的测试方法不需要常规的标样测试，是一种有效的绝对量子效率测试方法；并且测试过程中抓取面积小、采集精度高，还可以适用于单颗或像素Micro-LED的量子效率测试，有助于科学研究和工艺开发；代替了现有技术中通过积分球测试微米尺寸的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是本发明实施提供的一种基于角度分辨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光子采集构件旋转不同角度时与承载台配合的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的一种承载台旋转不同角度时与光子采集构件配合的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的一种光子采集构件按照预设分辨角度采集以收集角为顶角的步进形成的相对单位体积内的光子数的原理示意图；

图5A是本发明实施例提供的一种在2π立体角内的角度分辨测试过程的原理示意图；

图5B是图5A的测试过程的俯视示意图；

图6A是本发明实施例提供的另一种在2π立体角内的角度分辨测试过程的原理示意图；

图6B是图6A的测试过程的俯视示意图；

图7是本发明实施例提供的一种发光器件与光子采集构件之间的光路图；

图8是本发明实施例提供的一种在预设分辩角度和收集角不相等时形成的理论单位体积和实际单位体积的对比图；

图9是发明实施例提供的一种在光子采集过程中对发光器件的采集区域的示意图；

图10是图9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。

本发明实施例提供了一种基于角度分辨的量子效率测试方法，图1是本发明实施提供的一种基于角度分辨的量子效率测试方法的流程图，参考图1，基于角度分辨的量子效率测试方法，包括：

S110、调节发光器件与光子采集构件之间的相对位置，以使光子采集构件按照预设分辨角度，采集以收集角为顶角的步进形成的相对单位体积内的光子数；其中，收集角为以发光器件为圆心，以光子采集构件中物镜的有效直径为弦长的弦所对应的圆心角；每次采集中，发光器件与光子采集构件之间的距离保持不变。

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。因此在对发光器件的量子效率的测试过程中，测试得到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。

测试发光器件的量子效率的系统可以为角度分辨光学测试系统。图2是本发明实施例提供的一种光子采集构件旋转不同角度时与承载台配合的结构示意图，图3是本发明实施例提供的一种承载台旋转不同角度时与光子采集构件配合的结构示意图，参考图2和图3，角度分辨光学测试系统可以包括承载台30、光子采集构件20和翻转驱动模块(未示出)。承载台30用于承载发光器件10，发光器件10包括但不限于是Micro-LED器件。承载台30可以采用现有的设计，承载台30的形状可以是圆形、方形或者其他形状。光子采集构件20用于采集发光器件10发出的光子。光子采集构件20包括光谱仪、亮度计或光探测器等装置(未示出)，能够进行光子数的测量和换算即可；光子采集构件20中还包括设置在发光器件10与光谱仪、亮度计或光探测之间的物镜21。翻转驱动模块可以驱动承载台30或光子采集构件20翻转以改变光子采集构件20收集发光器件10发出的光的角度。参照图2，翻转驱动模块驱动光子采集构件20翻转后，光子采集构件20收集发光器件10发出的光的角度发生变化，参照图3，翻转驱动模块驱动承载台30翻转后，光子采集构件20收集发光器件10发出的光的角度发生变化。

发光器件10可以从一个发光面，也可以从上下两个面发光。图4是本发明实施例提供的一种光子采集构件按照预设分辨角度采集以收集角为顶角的步进形成的相对单位体积内的光子数的原理示意图，参考图4，当发光器件10从一个面发光时，发光器件10发出的光在空间上可以形成2π立体角的半球体。当发光器件10从两个面发光时(未示出)，发光器件10发出的光在空间上可以形成4π立体角的球体。

以半球形为例，参照图5A-图5B，通过翻转驱动模块驱动承载台30或光子采集构件20翻转以改变光子采集构件20收集发光器件10发出的光的角度，沿A半圆进行多个角度测试，例如在1至5等多个位置进行测试，测试完成后，参照图6A-图6B，承载台30水平旋转，然后再次通过翻转驱动模块驱动承载台30或光子采集构件20翻转以改变光子采集构件20收集发光器件10发出的光的角度，沿B半圆进行多个角度测试，例如在6至10等多个位置进行测试。通过控制翻转驱动构件的翻转组件驱动承载台30或光子采集构件20按照预设步进水平翻转或垂直翻转，并结合承载台30水平旋转，最终能够实现2π立体角度分辨测试，能够在半球范围内的各个角度进行光学测试。其中，位置3和位置8重复采集，数据处理时保证同一个位置有一个数据即可。

在测试过程中，参考图4，光子采集构件20按照预设分辨角度(通过调节承载台30或光子采集构件20翻转的步进实现对预设分辨角度的调节)，采集以收集角为顶角的步进形成的相对单位体积100内的光子数。图7是本发明实施例提供的一种发光器件与光子采集构件之间的光路图，参考图7，其中，收集角θ为以发光器件10为圆心，以光子采集构件20中物镜21的有效直径为弦长的弦所对应的圆心角。由于将发光器件10发出的光，可以形成以发光器件10为球心的球体，或者，部分球体(例如半球体)，则以收集角θ为顶角的步进形成的相对的单位体积100，可以近似看成是底面为弧形面的圆锥体，每一单位体积100形成一个内部具有光子传播的光锥。每调节一次相对位置，光子采集构件20则可以采集该位置对应的光锥内的光信号。使得在对发光器件10发射的光子采集过程中，从各个角度对发光器件10的光在空间上进行微区划分，并且划分的每一微区与光子采集构件20的采集区域相匹配，从而可以提高采集每一微区中的光子数的准确度。

S120、根据全部单位体积100内的光子数，得到发光器件10的实际发射光子数。

具体的，将以发光器件10为球心，以光子采集构件20中物镜21的工作距离为半径的半球均匀分为n个立体角，每一立体角对应一个单位体积100。根据全部(n个)单位体积100内的光子数，可以得到发光器件10的实际发射光子数。由于提高了对每一微区中的光子数测量结果的准确性，从而在根据全部单位体积100内的光子数，计算发光器件10的发射光子数时，可以提高整个发光器件10发射光子数的准确性。

在测试过程中，光子采集构件20按照相同的预设分辨角度，即预设步进调节。而发光器件10发出的光，可以形成以发光器件10为球心的球体，或者，部分球体(例如半球体)。因此在将以发光器件10为球心，以光子采集构件20的工作距离为半径的球体，或者，部分球体(例如半球体)均匀分为n个立体角。从而可以保证光子采集构件20的采集位置可以均匀的分布在半球体的各个角度上，避免漏测的情况发生。每个单位体积100收集到的信号换算为光子数后记为N_n，则总光子数N_EL可记为：

N_EL＝∑_nN_n；

需要说明的是，单位体积100的个数与预设分辨角度，即调节发光器件10与光子采集构件20之间相对位置时的步进角度相关。而单位体积100的大小与光子采集构件20对光子接收的收集角θ相关。当单位体积100的个数与单位体积100的大小的乘积恰好等于，发光器件10发出的光所形成的球体，或者部分球体(例如半球体)的体积时，则将全部单位体积100内的光子数进行加和计算，可以得到发光器件10发射出的实际光子数。但由于分辨角度与收集角θ的匹配问题，导致单位体积100的个数与单位体积100的大小的乘积，与发光器件10发出的光所形成的球体，或者部分球体(例如半球体)的体积不相等。若二者体积偏差不大，也可以将全部单位体积100内的光子数进行加和计算，将得到的光子数作为发光器件10发射出的实际光子数，当然，也可以对加和后得到的光子数进行修正。该部分的解释部分，可参见后续的实施例。

S130、通过点亮发光器件10获取发光器件10的注入的采集区域的总载流子数。

具体的，点亮发光器件10后，可以获得点亮发光器件10的电流。而电流与注入发光器件10的总载流子数存在线性关系。因此可以通过点亮发光器件10获取发光器件10的注入的采集区域的总载流子数。

在根据注入发光器件10时的电流计算注入的发光器件10的总载流子数时，可以根据以下公式确定：

其中，N_C为注入发光器件10的总载流子数，I为点亮发光器件10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发光器件10的总载流子数，即为发光器件10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，若发光器件10的采集区域与发光器件10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。若发光器件10的采集区域与发光器件10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。该部分的解释部分，可参见后续的实施例。

S140、基于实际发射光子数和采集区域的总载流子数获得发光器件10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10的量子效率。

本发明实施例提供的技术方案，通过调节发光器件与光子采集构件之间的相对位置，以使光子采集构件按照预设分辨角度，采集以收集角为顶角的步进形成的相对单位体积内的光子数；使得在对发光器件发射的光子采集过程中，从各个角度对发光器件的光在空间上进行微区划分，并且划分的每一微区与光子采集构件的采集区域相匹配，从而可以提高采集每一微区中的光子数的准确度；通过对各个角度的测试结果进行叠加和计算后，从而可以提高采集发光器件发射光子数的准确度，进而在根据发光器件的发射基于光子数和采集区域的总载流子数计算发光器件的量子效率时，可以提高对发光器件量子效率检测的准确度。本发明实施例的测试方法不需要常规的标样测试，是一种有效的绝对量子效率测试方法；并且测试过程中抓取面积小、采集精度高，还可以适用于单颗或像素Micro-LED的量子效率测试，有助于科学研究和工艺开发。代替了现有技术中通过积分球测试微米尺寸的Micro-LED量子效率的测试，科学性更高，准确度更高。

在本法的另一个实施例中，步骤S120中，结合图2～4，根据全部单位体积100内的光子数，得到发光器件10的实际发射光子数，包括：对全部单位体积100内的光子数进行加和计算，得到发光器件10的第一发射光子数；并将其作为实际发射光子数。

具体的，在测试过程中，由于光子采集构件20按照相同的预设分辨角度，即预设步进调节。而发光器件10发出的光，可以形成以发光器件10为球心的球体，或者，部分球体(例如半球体)。因此在将以发光器件10为球心，以光子采集构件20的工作距离为半径的球体，或者，部分球体(例如半球体)，在每一过球心的截面上所形成的圆心角，需为分辨角度的整数倍，才可以使单位体积100的个数为整数。

示例性的，对于光形成的是以发光器件10为球心，以光子采集构件20的工作距离为半径的半球体时，在每一过该半球体的球心的界面上所形成的圆心角为180°(半球体的底面除外，半球体的底面为圆心，圆心角为360°)。则分辨角度为180°的因数，可以保证光子采集构件20的步进角度能被180°整除，获得整数个的单位体积100。

由于单位体积100的个数与预设分辨角度相关，而单位体积100的大小与光子采集构件20对光子接收的收集角θ相关。当单位体积100的个数与单位体积100的大小的乘积恰好等于，发光器件10发出的光所形成的球体的体积。则对全部单位体积100内的光子数进行加和计算，得到发光器件10的第一发射光子数。并且当单位体积100的个数与单位体积100的大小的乘积恰好等于，发光器件10发出的光所形成的球体的体积时，预设分辨角度与光子采集构件20对光子的收集角θ相等。

而由于光子采集构件20中光学元件的收集角θ可能不能被光在每一过球心的截面上所形成的圆心角整除，因此存在预设分辨角度与光子采集构件20的收集角θ不相等的情况发生。此时若不考虑预设分辨角度与光子采集构件20的收集角θ不相等造成测得的光子数的误差，可以将对全部单位体积100内的光子数进行加和计算，得到发光器件10的第一发射光子数作为实际发射光子数。

在本法的另一个实施例中，步骤S120中，结合图2～4，根据全部单位体积100内的光子数，得到发光器件10的实际发射光子数，包括：

根据预设分辨角度和收集角θ计算发射光子数修正参数，并根据发射光子数修正参数对由全部单位体积100内的光子数进行加和计算后得到的光子数进行修正，得到第二发射光子数；并将其作为实际光子数。

本发明实施例通过发射光子数修正参数，对由全部单位体积100内的光子数进行加和计算后得到的第一光子数进行修正，可以消除由于收集角θ与预设分辨角度不同，而导致单位体积100的个数与单位体积100的大小的乘积与，发光器件10发出的光所形成的球体(或部分球体)的体积不同的问题，进而可以提高测到的实际发射光子的准确度。

图8是本发明实施例提供的一种在预设分辩角度和收集角不相等时形成的理论单位体积和实际单位体积的对比图，参考图8，可选的，根据预设分辨角度和收集角θ计算发射光子数修正参数，包括：

根据预设分辨角度θ′计算光子采集构件20采集光子的理论立体角；

根据收集角θ计算光子采集构件20采集光子的实际立体角；

根据理论立体角与实际立体角，计算发射光子数修正参数。

具体的，理论立体角可以理解为，光子采集构件20按照预设分辩角度θ′采集光子时，以分辩角度为顶角的由步进形成的理论单位体积101所对应的立体角。实际立体角可以理解为，光子采集构件20按照预设分辩角度采集光子时，以收集角θ为顶角的由步进形成的实际单位体积100所对应的立体角。而光子采集构件20每次在采集光子时，采集的是以收集角θ为顶角的由步进形成的单位体积100内的光子数。

因此，在消除由于收集角θ与预设分辨角度θ′不同，而导致实际发射光子的准确度降低的问题时，可以获得理论单位体积101与实际单位体积100的比例系数即可。又因为理论单位体积101与实际单位体积100的差异是由于二者所对应的立体角的不同导致。因此，可以根据预设分辨角度θ′计算光子采集构件20采集光子的理论立体角，以及根据收集角θ计算光子采集构件20采集光子的实际立体角，计算发射光子数修正参数。

其中，根据预设分辨角度计算光子采集构件20采集光子的理论立体角，基于以下确定：

θ’为预设分辨角度，Ω_θ’为光子采集构件20采集光子的理论立体角；

根据收集角θ计算光子采集构件20采集光子的实际立体角，基于以下确定：

θ为收集角θ，Ω_θ为光子采集构件20采集光子的实际立体角。

发射光子数修正参数(σ_θ)可以由如下公式表示：

在本法的另一个实施例中，步骤S120中，根据全部单位体积100内的光子数，得到发光器件10的实际发射光子数，包括：

判断预设分辨角度θ’与收集角θ是否相等；

若相等，则对全部单位体积100内的光子数进行加和计算，得到发光器件10的实际发射光子数；

若不相等，则根据预设分辨角度θ’和收集角θ计算发射光子数修正参数；并根据发射光子数修正参数对由全部单位体积100内的光子数进行加和计算后得到的光子数进行修正，以得到发光器件10的实际发射光子数。

具体的，在根据全部单位体积100内的光子数，得到发光器件10的实际发射光子数过程中，可以判断预设分辨角度θ’是否能够与收集角θ相等，若可以，则按照收集角θ设置预设分辨角度θ’，或者按照预设分辨角度θ’去匹配光子采集构件20的收集角θ。从而在对全部单位体积100内的光子数进行加和计算，可以得到发光器件10的实际发射光子数。

若预设分辨角度θ’不能够与收集角θ相等，则根据预设分辨角度和收集角θ计算发射光子数修正参数，并根据发射光子数修正参数对由全部单位体积100内的光子数进行加和计算后得到的光子数进行修正，得到发光器件10的实际发射光子数。根据预设分辨角度θ’和收集角θ计算发射光子数修正参数可参照上文实施例，这里不再赘述。

在其他实施例中，根据预设分辨角度θ’和收集角θ计算的发射光子数修正参数，可以不仅限于实施例中的修正系数。在其他实施例中，还可以基于收集角θ不能被360°整除时的余数大小，得到不同的修正参数或公式、模型等，以提高其修正精度。在上述修正参数的基础上的任何变形都在本发明的保护范围内。

在上述任意实施例的基础上，预设分辨角度θ’为360°的因数。由于发光器件10，例如Micro-LED，通常的发光面为一面，光从发光器件10的一侧传播，因此光形成的是以发光器件10为球心，以光子采集构件20的工作距离为半径的半球体。设置预设分辨角度θ’为360°的因数，可以保证光子采集构件20按照预设分辨角度，采集以收集角θ为顶角的步进形成的相对单位体积100内的光子数时，单位体积100的个数为整数。

可选的，在收集角θ为360°的非因数时，预设分辨角度θ’为收集角θ的近似数。

具体的，由于光子采集构件20中光学元件的收集角θ可能存在不能被180°整除的情况，因此在设置水平翻转和垂直翻转的步进角度时，将收集角θ向上或向下取整为最近的180°的因数，将收集角θ向上或向下取整为最近的180°的因数，记为θ‘，并将其作为预设分辨角度，其立体角记为Ω_θ’，分别采集这些Ω_θ’内的光信号后进行叠加，即可以近似的看为发光器件10待测区域2π立体角内的全部光信号，得到发光器件10的第一发射光子数。因此，为了达到最佳测试效果，最好选择收集角θ度近似为180°的因数的物镜，以缩小误差。

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S130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，

确定注入发光器件的电流值，根据电流值计算第一总载流子数；

或，

确定注入发光器件的电流值，根据电流值计算第一总载流子数；

确定有效采集面积比，并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；

采集区域的总载流子数为第一总载流子数或第二总载流子数。

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。

在本命的另一个实施例中，获取发光器件的注入的采集区域的总载流子数，包括：

S10、根据点亮发光器件的电流参数获取第一总载流子数。

S20、判断发光器件的采集面积与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，若发光器件的采集区域与发光器件的整个发光面积不相等，则在根据注入发光器件时的电流计算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，根据注入发光器件时的电流计算出的总载流子数为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9是发明实施例提供的一种在光子采集过程中对发光器件的采集区域的示意图；图10是图9所示结构中的局部放大图。参考图9和图10，发光器件10的采集区域小于发光器件10的整个发光面积，则在根据注入发光器件10时的电流计算发光器件10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发光器件10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：

根据点亮发光器件10的电流，计算注入发光器件10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为发光器件10的采集区域面积，即采集面积；S_device为发光器件10点亮总面积；

为有效采集面积比。

可选的，获取发光器件10的有效采集面积比，包括：

确定发光器件10的波长以及光子采集构件20的数值孔径；其中光子采集构件20的数值孔径指光子采集构件20中物镜21的数值孔径。

根据发光器件10的波长以及光子采集构件20的数值孔径，计算光子采集构件20在发光器件10上的点直径；

根据光子采集构件20在发光器件10上的点直径计算发光器件10的采集面积；其中，采集面积为对发光器件10的光采集区域的面积；

根据发光器件10的采集面积S_collection与发光器件10的全部发光面积S_device的比值，计算光电转换构件20对发光器件10的有效采集面积比；其中，发光器件10的采集面积S_collection小于或等于发光器件10的全部发光面积S_device。

其中，根据发光器件10的波长以及光子采集构件20的数值孔径，计算光子采集构件20在发光器件10上的点直径，基于以下公式确定：

其中，l为光子采集构件20在发光器件10上的点直径，λ为发光器件10的测试波长，NA为光子采集构件20的数值孔径。

则发光器件10的采集面积则可表示为：

发光器件10的全部发光面积可根据发光器件10的尺寸，基于面积公式确定。例如发光器件10的圆形，则基于圆的面积公式获得；若发光器件10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。

在本法明的又一个实施例中，综合上述的检测影响因素，分别消除预设分辩角度与收集角不同，以及采集面积与发光面积不同造成的影响后，发光器件的外量子效率可基于以下公式确定：

本发明实施例还提供了一种基于角度分辨的量子效率测试装置，用于执行上述任意实施例所述的基于角度分辨的量子效率测试方法。基于角度分辨的量子效率测试装置，包括：

控制单元，用于调节发光器件与光子采集构件之间的相对位置，以使光子采集构件按照预设分辨角度，采集以收集角为顶角的步进形成的相对单位体积内的光子数；其中，收集角为以发光器件为圆心，以光子采集构件中物镜的有效直径为弦长的弦所对应的圆心角；每次采集中，发光器件与光子采集构件之间的距离保持不变；

发射光子数计算单元，用于根据全部单位体积内的光子数，得到发光器件的实际发射光子数；

总载流子数计算单元，通过点亮发光器件获取发光器件的注入的采集区域的总载流子数；

量子效率计算单元，用于基于实际发射光子数和采集区域的总载流子数获得发光器件的量子效率。

上述量子效率测试装置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)

1.一种基于角度分辨的量子效率测试方法，其特征在于，包括：

调节发光器件与光子采集构件之间的相对位置，以使所述光子采集构件按照预设分辨角度，采集以收集角为顶角的步进形成的相对单位体积内的光子数；其中，所述收集角为以所述发光器件为圆心，以所述光子采集构件中物镜的有效直径为弦长的弦所对应的圆心角；每次采集中，所述发光器件与光子采集构件之间的距离保持不变；

根据全部单位体积内的光子数，得到所述发光器件的实际发射光子数；

通过点亮发光器件获取所述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发光器件的量子效率。

2.根据权利要求1所述的基于角度分辨的量子效率测试方法，其特征在于，根据全部单位体积内的光子数，得到所述发光器件的实际发射光子数，包括：

对全部单位体积内的光子数进行加和计算，得到所述发光器件的第一发射光子数；

或，

根据所述预设分辨角度和所述收集角计算发射光子数修正参数，并根据所述发射光子数修正参数对由全部单位体积内的光子数进行加和计算后得到的光子数进行修正，得到第二发射光子数；

其中，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。

3.根据权利要求1所述的基于角度分辨的量子效率测试方法，其特征在于，根据全部单位体积内的光子数，得到所述发光器件的实际发射光子数，包括：

判断所述预设分辨角度与所述收集角是否相等；

若相等，则对全部单位体积内的光子数进行加和计算，得到所述发光器件的实际发射光子数；

若不相等，则根据所述预设分辨角度和所述收集角计算发射光子数修正参数；并根据所述发射光子数修正参数对由全部单位体积内的光子数进行加和计算后得到的光子数进行修正，以得到所述发光器件的实际发射光子数。

4.根据权利要求2或3所述的基于角度分辨的量子效率测试方法，其特征在于，根据所述预设分辨角度和所述收集角计算发射光子数修正参数，包括：

根据所述预设分辨角度计算所述光子采集构件采集光子的理论立体角；

根据所述收集角计算所述光子采集构件采集光子的实际立体角；

根据所述理论立体角与所述实际立体角，计算所述发射光子数修正参数。

5.根据权利要求4所述的基于角度分辨的量子效率测试方法，其特征在于，

所述根据所述预设分辨角度计算所述光子采集构件采集光子的理论立体角，基于以下确定：

其中，θ’为所述预设分辨角度，Ω_θ’为所述光子采集构件采集光子的理论立体角；

根据所述收集角计算所述光子采集构件采集光子的实际立体角，基于以下确定：

其中，θ为所述收集角，Ω_θ为所述光子采集构件采集光子的实际立体角。

6.根据权利要求2或3所述的基于角度分辨的量子效率测试方法，其特征在于，所述预设分辨角度为360°的因数。

7.根据权利要求2或3所述的基于角度分辨的量子效率测试方法，其特征在于，在所述收集角为360°的非因数时，所述预设分辨角度为所述收集角的近似数。

8.根据权利要求1所述的基于角度分辨的量子效率测试方法，其特征在于，获取所述发光器件的注入的采集区域的总载流子数，包括：

确定注入所述发光器件的电流值，根据所述电流值计算第一总载流子数；

或，

确定注入所述发光器件的电流值，根据所述电流值计算第一总载流子数；

确定有效采集面积比，并根据有效采集面积比对所述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。

9.根据权利要求8所述的量子效率测试方法，其特征在于，确定所述发光器件的有效采集面积比，包括：

确定所述发光器件的波长以及所述光子采集构件的数值孔径；

根据所述发光器件的波长以及所述光子采集构件的数值孔径，计算所述光子采集构件在所述发光器件上的点直径；

根据所述光子采集构件在所述发光器件上的点直径计算所述发光器件的采集面积；其中，所述采集面积为对所述发光器件的光采集区域的面积；

根据所述发光器件的采集面积与所述发光器件的全部发光面积的比值，计算所述光子采集构件对所述发光器件的有效采集面积比；其中，所述发光器件的采集面积小于或等于所述发光器件的全部发光面积。

10.根据权利要求1所述的基于角度分辨的量子效率测试方法，其特征在于，调节发光器件与光子采集构件之间的相对位置，包括：

控制翻转驱动构件的翻转组件驱动承载台或所述光子采集构件按照预设步进水平翻转或垂直翻转，以改变所述光子采集构件采集所述发光器件发出的光的角度；其中，所述承载台用于承载所述发光器件。

11.一种基于角度分辨的量子效率测试装置，其特征在于，包括：

控制单元，用于调节发光器件与光子采集构件之间的相对位置，以使所述光子采集构件按照预设分辨角度，采集以收集角为顶角的步进形成的相对单位体积内的光子数；其中，所述收集角为以所述发光器件为圆心，以所述光子采集构件中物镜的有效直径为弦长的弦所对应的圆心角；每次采集中，所述发光器件与光子采集构件之间的距离保持不变；

发射光子数计算单元，用于根据全部单位体积内的光子数，得到所述发光器件的实际发射光子数；

总载流子数计算单元，通过点亮发光器件获取所述发光器件的注入的采集区域的总载流子数；

量子效率计算单元，用于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发光器件的量子效率。

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