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帶光譜信息LED光源模擬技巧

發(fā)布時(shí)間：

　　目前，LED已經(jīng)得到廣泛應(yīng)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(shè)計(jì)的第一步。

　　單色LED

　　現(xiàn)在，一些較大的LED供應(yīng)商會(huì)提供每一種LED的測(cè)試光線數(shù)據(jù)，也會(huì)提供相應(yīng)的光譜文件。同時(shí)，他們還提供了光源的3D模型結(jié)構(gòu)文件，源文件中的光線是從3D結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)導(dǎo)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(shè)置里面添加光譜信息，如下圖所示：

　　

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　　通過(guò)光線追跡后，得到真實(shí)的顏色及能量分布圖。

　　

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　　Zemax提供新的工具來(lái)模擬光源的光譜特性。首先，使用光源光譜轉(zhuǎn)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(guò)Source Illumination Map工具，將生成的SDF文件導(dǎo)入進(jìn)去，不需要進(jìn)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(jìn)行混光，可以單獨(dú)顯示某種顏色，或者通過(guò)三色燈珠的電流調(diào)節(jié)，控制RGB三色燈珠的亮度，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)不同顏色的顯示。下圖為RGB三色燈珠的實(shí)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(gè)光源模型，將三個(gè)光源分別設(shè)置對(duì)應(yīng)的光譜信息。

　　

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　　進(jìn)行光線追跡之后，得到混光結(jié)果。如下圖所示：

　　

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　　使用Source Illumination Map可以快速得到結(jié)果。Source Illumination Map支持最多8個(gè)光源同時(shí)分析。這里光源個(gè)數(shù)選擇3。

　　

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　　然后將三個(gè)光源分別加載SDF文件，并按照三個(gè)光源的實(shí)際空間位置設(shè)置Source Position and Orientation，在設(shè)置中可以設(shè)置X，Y，Z三個(gè)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(lán)光激發(fā)黃色熒光粉，熒光粉大多為YAG:Ce，Zemax中導(dǎo)入YAG的光譜文件，如下圖所示，包含波長(zhǎng)范圍及對(duì)應(yīng)的CIE 1931 Tristimulus XYZ三基色坐標(biāo)。

　　

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

　　

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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(jìn)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(jié)果。

　　

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