从第一性原理发现白光LED合适的颜色

随着固态光源的爆炸式增长，优化白光LED发射理想的色光变得越来越重要。为了获得LED芯片和磷光粉的优化结构，研究人员利用了精确计算方法，如光线追迹和蒙特卡罗模拟。

荷兰Twente大学和Philips研究机构的科学家们根据第一性原理推导了白光LED结构内的传输和吸收平均自由程。用这个方法，可以帮助工程师们用更少的反复试验设计新的LED光源。

白光LED由发蓝光的LED芯片和能将部分蓝光转换成黄光或者红光的磷光粉层组成。这样总的发光对人眼呈“白光”。

去年，由 OAS会员、Twente大学教授Willem Vos领导的一个团队利用Mie理论模拟了光通过LED结构的平均传输自由程，但这个模型并没有考虑吸收和发射。

瑞士巴塞尔大学Vanessa Leung领导的Twente团队，测量了5个不同掺杂浓度Ce3+∶YAG晶体粒子的聚碳酸酯板的光学性质。Ce3+∶YAG是许多白光LED常用的磷光粉。他们用扩散理论揭示了实验结果。

分析结果揭示:光通过样品具有和样品板厚度一致的传输和吸收平均自由程。系统反射率约为0.7。团队还描绘了均匀色度图的色空间光学参数。色度图最常用于光学工程中显示在理想色温5 000 K下和发射体相关的参数。