随着半导体照明技术的发展，LED在许多方面面临着技术的瓶颈，例如材料、工艺以及色度学、热学检测技术都亟需改进和提高。另外，如何在大电流下维持外量子效率也是一个重要的课题。本文针对以上几个方面，分别在色温检测、热阻与结温检测等技术上提出了一些改进的方法，并且对提高大电流下外量子效率进行了深入地研究。主要的工作以及创新点有以下几个方面:　　 1.LED相关色温计算方法的优化。相关色温是LED光源的重要参量。从原始光谱数据到色品坐标(u，v)再到色温和相关色温的计算过程相当复杂，需要一种优化算法来简化计算量。本文基于色温的色度学定义，简要分析了直接内插法、逐点法和函数曲线拟合法三种色温计算的经典算法，并分别指出了它们的优缺点，在它们基础上提出了二分法和等间隔法这两种种新的色温优化算法。详细介绍了这两种方法的基本思想、程序流程等。利用软件编程实现这几种算法，通过普朗克黑体辐射公式计算得到一系列色温的理论光谱和白光LED测试光谱，对比二分法，等间隔法和各种经典算法的速度和结果，证明了二分法较等间隔法优越，是一种适合于计算机程序化实现的高精度高速度的色温算法。　　 2.LED热阻测试方法优化。大功率LED在亮度提高的同时也带来了巨大的发热。热阻是衡量LED封装结构散热性能的重要参数。因此如何能精确且便捷的测定LED封装结构热阻是一个重要的课题。结构中每一层的热阻值累加后的得到总热阻值。本文提出了一种测算LED封装结构分层热阻的新方法。这种方法基于瞬态电学测试法和时间常数谱理论。通过大量实验，发现结温瞬态曲线的一阶导函数和时间常数谱的内在联系:即前者是后者被一个加权函数模糊后的结果。基于实验观测结果，本文通过计算结温瞬态曲线的一阶导数上的极小点，可以得到结温瞬态曲线上的拐点。并利用这些拐点判断出分层结构每一层的热阻值。由于这种方法只需要一个自然散热热沉，因此可以很便捷迅速的得出结果。理论计算和实验结果都证明了这是一种能在LED工作环境中检测LED热阻的好方法。　　 3.InGaNLED光谱结温测试法。所有针对LED封装结构散热通道的热仿真与设计的目的就是在LED工作时能尽量降低结温。然而如何在LED正常工作时准确测定结温是比较困难的。本文通过分析InGaN蓝光LED的光谱随着结温和驱动电流变化的关系，给出了一种基于光谱温度敏感系数的LED结温实时检测技术。首先研究了“质心波长”与半高宽随着结温和正向电流的变化关系。通过实验手段分别测试这两个温度敏感系数对结温和电流的变化关系，用简单的数学函数拟合出经验公式，在此基础上分别建立温度敏感系数与正向电流和结温的二维数学函数模型。利用这个模型，只要在LED正常工作时测定光谱和正向电流，就可以代入求解出实时的结温数据，实现了结温的非接触性实时监控。通过实验分析可知，作为光谱温度敏感系数，半高宽比质心波长具有更高的精确度。　　 4.InGaN蓝光LED效率Droop效应的空间分辨研究。外量子效率Droop问题已经研究了十几年，以往的文献中报告在不同的LED样品中存在两种不同的Droop特性。一种具有很高的外量子效率峰值电流，并且在电流超过该峰值后外量子效率下降的比较慢;另外一种具有较小的外量子效率峰值电流，并且当电流超过该峰值后外量子效率迅速下降。通常这两种Droop都是在独立的样品中观测到的，是芯片发光整体平均的结果。本文通过考察空间分辨的Droop特性，结合显微光致发光谱，在同一样品中研究了这两种不同的Droop形式。从而摒除了一些样品间不确定因素，得到了引起Droop的机制。考察了两种分别基于自支撑GaN衬底和蓝宝石衬底的样品，它们具有不同数量级位错密度，并在前者中发现在不同位置具有截然不同的Droop特性和光致发光谱与电致发光谱特性。综合各种实验结果，可以认为:微缺陷与扩展缺陷对载流子的俘获是导致了Droop的发生的主要原因。同时组分与量子阱宽度的浮动可导致一些有源区中的能带陷阱，使得其中形成载流子局域化效应。它们能在中等激发密度下防止载流子被缺陷能级俘获，暂时缓解Droop效应的发生，却无法避免而在大电流下，载流子去局域化效应发生后的Droop。第一种Droop形式发生在有源区相对均匀，无能带陷阱的区域，而第二种则发生在有源区存在能带陷阱的区域。可以认为，只有切实减小微缺陷与扩展缺陷的密度，才能从根本上减轻和消除Droop效应的发生。而单一的关注如何提高Droop发生时的电流大小也许是没有意义的。