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带光谱信息LED光源模拟技巧

编辑:南京光研 时间:2017-09-05 10:28
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          目前,LED已经得到广泛应用,除了单色LED之外,大部分为白光或者RGB混色LED,如何快速合理的模拟包含正确光谱信息的LED就成为照明设计的第一步。
  1. 单色LED
现在,一些较大的LED供应商会提供每一种LED的测试光线数据,也会提供相应的光谱文件。同时,他们还提供了光源的3D模型结构文件,源文件中的光线是从3D结构外部发出的,如果考虑光线反射等因素,可以把光源的3D结构导入到Zemax中。
下载光线数据及光谱数据之后,在光源设置里面添加光谱信息,如下图所示:


 
         通过光线追迹后,得到真实的颜色及能量分布图。
 

 
          Zemax提供新的工具来模拟光源的光谱特性。首先,使用光源光谱转换工具Convert to Spectral Source File,把包含光线数据的dat文件和包含光谱信息的SPCD文件整合,得到包含光谱信息的SDF格式光源文件。如下图所示:
 

 
          通过Source Illumination Map工具,将生成的SDF文件导入进去,不需要进行光线追迹,可以快速得到光源的照度图。
 
 

  1. 多色LED
            2.多色LED大多采用RGB灯珠进行混光,可以单独显示某种颜色,或者通过三色灯珠的电流调节,控制RGB三色灯珠的亮度,进而实现不同颜色的显示。下图为RGB三色灯珠的实物图,一般为直线排列或者是三角排列。


 
             在软件中建立三个光源模型,将三个光源分别设置对应的光谱信息。



 
            进行光线追迹之后,得到混光结果。如下图所示:
 

 
            使用Source Illumination Map可以快速得到结果。Source Illumination Map支持最多8个光源同时分析。这里光源个数选择3。
 

 
           然后将三个光源分别加载SDF文件,并按照三个光源的实际空间位置设置Source Position and Orientation,在设置中可以设置X,Y,Z三个方向上的偏心和倾斜。如下图所示:
 

            3.白光LED
            大部分白光LED为蓝光激发黄色荧光粉,荧光粉大多为YAG:Ce,Zemax中导入YAG的光谱文件,如下图所示,包含波长范围及对应的CIE 1931 Tristimulus XYZ三基色坐标。

 
             白光LED的光谱分布图如下图所示,峰值波长在450nm左右,是蓝色激发光源的峰值波长。
                 Zemax提供Source Spectrum Viewer功能可以编辑查看光谱信息。
 
 


 
         进行光线追迹后,得到白光LED的照度分布图。
 
         同样,在Source Illumination Map可以快速得到结果。
 
 
 
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