帶光譜信息LED光源模擬技巧

發(fā)布時間：

　　目前，LED已經得到廣泛應用，除了單色LED之外，大部分為白光或者RGB混色LED，如何快速合理的模擬包含正確光譜信息的LED就成為照明設計的第一步。

　　單色LED

　　現(xiàn)在，一些較大的LED供應商會提供每一種LED的測試光線數(shù)據(jù)，也會提供相應的光譜文件。同時，他們還提供了光源的3D模型結構文件，源文件中的光線是從3D結構外部發(fā)出的，如果考慮光線反射等因素，可以把光源的3D結構導入到Zemax中。

　　下載光線數(shù)據(jù)及光譜數(shù)據(jù)之后，在光源設置里面添加光譜信息，如下圖所示：

　　

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　　通過光線追跡后，得到真實的顏色及能量分布圖。

　　

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　　Zemax提供新的工具來模擬光源的光譜特性。首先，使用光源光譜轉換工具Convert to Spectral Source File，把包含光線數(shù)據(jù)的dat文件和包含光譜信息的SPCD文件整合，得到包含光譜信息的SDF格式光源文件。如下圖所示：

　　

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　　通過Source Illumination Map工具，將生成的SDF文件導入進去，不需要進行光線追跡，可以快速得到光源的照度圖。

　　

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　　多色LED

　　2.多色LED大多采用RGB燈珠進行混光，可以單獨顯示某種顏色，或者通過三色燈珠的電流調節(jié)，控制RGB三色燈珠的亮度，進而實現(xiàn)不同顏色的顯示。下圖為RGB三色燈珠的實物圖，一般為直線排列或者是三角排列。

　　

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　　在軟件中建立三個光源模型，將三個光源分別設置對應的光譜信息。

　　

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　　進行光線追跡之后，得到混光結果。如下圖所示：

　　

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　　使用Source Illumination Map可以快速得到結果。Source Illumination Map支持最多8個光源同時分析。這里光源個數(shù)選擇3。

　　

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　　然后將三個光源分別加載SDF文件，并按照三個光源的實際空間位置設置Source Position and Orientation，在設置中可以設置X，Y，Z三個方向上的偏心和傾斜。如下圖所示：

　　

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　　3.白光LED

　　大部分白光LED為藍光激發(fā)黃色熒光粉，熒光粉大多為YAG:Ce，Zemax中導入YAG的光譜文件，如下圖所示，包含波長范圍及對應的CIE 1931 Tristimulus XYZ三基色坐標。

　　

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　　白光LED的光譜分布圖如下圖所示，峰值波長在450nm左右，是藍色激發(fā)光源的峰值波長。

　　

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　　Zemax提供Source Spectrum Viewer功能可以編輯查看光譜信息。

　　

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　　進行光線追跡后，得到白光LED的照度分布圖。

　　

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　　同樣，在Source Illumination Map可以快速得到結果。

　　

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