對(duì)應(yīng)上述參數(shù)的LED光亮度分布模擬結(jié)果所示。中光亮度的單位為瓦/球面度,最終出射粒子數(shù)已進(jìn)行歸一化,見(jiàn)右邊的柱狀顯示,由于結(jié)構(gòu)內(nèi)部多次反射消耗了部分內(nèi)俘獲光子,最終出射的歸一化光子數(shù)小于1。
模擬結(jié)果來(lái)看,LED封裝后的發(fā)光亮度分布是較為合理的,中心最亮,四周最暗,同一緯度不同經(jīng)度亮度分布較為均勻,與真實(shí)LED從沿-z方向觀察的結(jié)果一致,而且數(shù)值在合理的范圍。
但顯示z軸法向的方向光強(qiáng)并沒(méi)有達(dá)到最大,而是出現(xiàn)了暗斑,同時(shí),光能在半球面上的分布范圍很大,非法向的能量損失較嚴(yán)重。這是有悖于此類(lèi)炮彈型LED設(shè)計(jì)原則的,即盡量保證法向(z方向)光強(qiáng)的最大值,并盡量減少非法向方向的光能損耗。這也是此類(lèi)LED的重要設(shè)計(jì)目標(biāo)。
為了研究環(huán)氧封裝結(jié)構(gòu)和反光碗形狀變化對(duì)出射光亮度空間分布的影響,令表1中的二次曲面常數(shù)c=-0.25,反光碗深度變?yōu)?.35mm,其他條件和參數(shù)不變,進(jìn)行同樣的運(yùn)算,得到的光亮度分布所示。所示的亮度分布明顯得到了改善,法向亮度的最大值較有了提高,非法向的光能分布范圍也有了明顯的減小。雖然法向的中心暗斑依然存在,但法向附近的光能更加集中。這說(shuō)明為了達(dá)到良好的出射效果,LED封裝的光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與優(yōu)化及其重要。
為了研究反光碗與發(fā)光芯片在環(huán)氧封裝結(jié)構(gòu)中位置的變化對(duì)出射光強(qiáng)分布的影響,我們?cè)诘幕A(chǔ)上對(duì)芯片深度進(jìn)行了調(diào)整。固定其他參數(shù),得到優(yōu)化的深度值在5mm左右,此時(shí)的亮度分布模擬結(jié)果如所示。優(yōu)化反光碗與發(fā)光芯片位置后的LED亮度分布較有了較明顯的改善,其法向最大亮度有了提高,中心暗斑已經(jīng)不明顯,出射光的主要能量。