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    帶光譜信息LED光源模擬技巧


    發布時間:

      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

      現在,一些較大的LED供應商會提供每一種LED的測試光線數據,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。

      下載光線數據及光譜數據之后,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,把包含光線數據的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,控制RGB三色燈珠的亮度,進而實現不同顏色的顯示。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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