從第一性原理發(fā)現(xiàn)白光LED合適的顏色

隨著固態(tài)光源的爆炸式增長，優(yōu)化白光LED發(fā)射理想的色光變得越來越重要。為了獲得LED芯片和磷光粉的優(yōu)化結(jié)構(gòu)，研究人員利用了精確計算方法，如光線追跡和蒙特卡羅模擬。

荷蘭Twente大學(xué)和Philips研究機(jī)構(gòu)的科學(xué)家們根據(jù)第一性原理推導(dǎo)了白光LED結(jié)構(gòu)內(nèi)的傳輸和吸收平均自由程。用這個方法，可以幫助工程師們用更少的反復(fù)試驗設(shè)計新的LED光源。

白光LED由發(fā)藍(lán)光的LED芯片和能將部分藍(lán)光轉(zhuǎn)換成黃光或者紅光的磷光粉層組成。這樣總的發(fā)光對人眼呈“白光”。

去年，由 OAS會員、Twente大學(xué)教授Willem Vos領(lǐng)導(dǎo)的一個團(tuán)隊利用Mie理論模擬了光通過LED結(jié)構(gòu)的平均傳輸自由程，但這個模型并沒有考慮吸收和發(fā)射。

瑞士巴塞爾大學(xué)Vanessa Leung領(lǐng)導(dǎo)的Twente團(tuán)隊，測量了5個不同摻雜濃度Ce3+∶YAG晶體粒子的聚碳酸酯板的光學(xué)性質(zhì)。Ce3+∶YAG是許多白光LED常用的磷光粉。他們用擴(kuò)散理論揭示了實驗結(jié)果。

分析結(jié)果揭示:光通過樣品具有和樣品板厚度一致的傳輸和吸收平均自由程。系統(tǒng)反射率約為0.7。團(tuán)隊還描繪了均勻色度圖的色空間光學(xué)參數(shù)。色度圖最常用于光學(xué)工程中顯示在理想色溫5 000 K下和發(fā)射體相關(guān)的參數(shù)。