從第一性原理發現白光LED合適的顏色

隨著固態光源的爆炸式增長，優化白光LED發射理想的色光變得越來越重要。為了獲得LED芯片和磷光粉的優化結構，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大學和Philips研究機構的科學家們根據第一性原理推導了白光LED結構內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試驗設計新的LED光源。

白光LED由發藍光的LED芯片和能將部分藍光轉換成黃光或者紅光的磷光粉層組成。這樣總的發光對人眼呈“白光”。

去年，由 OAS會員、Twente大學教授Willem Vos領導的一個團隊利用Mie理論模擬了光通過LED結構的平均傳輸自由程，但這個模型并沒有考慮吸收和發射。

瑞士巴塞爾大學Vanessa Leung領導的Twente團隊，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性質。Ce3+∶YAG是許多白光LED常用的磷光粉。他們用擴散理論揭示了實驗結果。

分析結果揭示: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。系統反射率約為0.7。團隊還描繪了均勻色度圖的色空間光學參數。色度圖最常用于光學工程中顯示在理想色溫5 000 K下和發射體相關的參數。