大功率LED的光學(xué)模型

2.1　LED光學(xué)結(jié)構(gòu)分析
　　功率LED主要包括幾個(gè)部分,LED發(fā)光芯片、反光杯、連接正負(fù)極分金線、粘合劑、環(huán)氧樹脂等。如圖4所示。

2.2　光學(xué)模型的抽象與建立從LED芯片出來的光,要經(jīng)過多層反射和折射,從透鏡表面射出,其光學(xué)模型比較復(fù)雜。影響反光二極管出光因素很多,忽略掉次要因素,單個(gè)發(fā)光二極管的發(fā)光強(qiáng)度分布主要取決于以下三個(gè)方面:(1)LED芯片的大小和位置;(2)支架反射碗的形狀和尺寸;(3)透鏡的形狀和尺寸。

在建立LED光學(xué)模型時(shí),做出幾點(diǎn)假設(shè)
(1)光從芯片隨機(jī)出射,滿足Lambertian分布;
(2)考慮光線反射與折射的時(shí)候,主要集中在芯片與反射碗,反射碗與樹脂,樹脂與空氣接觸面,其它不予考慮;(3)分析光的傳輸?shù)臅r(shí)候,除去光子的吸收、再循環(huán)、以及電性、溫度的影響[4];(4)反射碗當(dāng)成理想的全反射;(5環(huán)氧中加入散射劑時(shí)當(dāng)成體積散射處理。
　　基于以上抽象和假設(shè),根據(jù)大功率LED的圖5　實(shí)測(cè)相對(duì)光強(qiáng)角度分布圖尺寸,在光學(xué)仿真軟件tracepro中建立LED光學(xué)模型,設(shè)置好各項(xiàng)屬性,仿真其出光效果圖。

2.3　樣品仿真效果和實(shí)際測(cè)量效果的比較

對(duì)本公司生產(chǎn)的某種大功率管,在LED光譜?角度分布分析儀測(cè)量其光強(qiáng)分布圖,其相對(duì)光強(qiáng)角度分布圖如下。根據(jù)上述分析,在tracepro中建立好LED光學(xué)模型,仿真其光強(qiáng)角度分布。比較仿真結(jié)果和實(shí)際測(cè)量結(jié)果,取10°,20°,30°處實(shí)測(cè)光強(qiáng)和仿真值的比較,實(shí)測(cè)光強(qiáng)值占峰值的比例分別是96%,71%,50%,仿真結(jié)果光強(qiáng)相對(duì)峰值的比例分別為96.2%,74.4%,51.3%;因此,仿真配光曲線在一定誤差范圍內(nèi)很好反映出光強(qiáng)分布走勢(shì),對(duì)實(shí)際的封裝設(shè)計(jì)有很好的指導(dǎo)意義。

圖4　角度與對(duì)應(yīng)總光通量比值示意圖

圖5　實(shí)測(cè)相對(duì)光強(qiáng)角度分布圖

大功率LED封裝結(jié)構(gòu)的仿真設(shè)計(jì):http://m.xsypw.cn/soft/72/2008/2008102711106.html