FRED应用：混色导光管的仿真

发光二极管或者LED早已超越了白炽灯光源应用也越来越广泛。LED具有尺寸小、发光效率高、使用寿命长[1]等优点。LED也有光学工程师必须处理的不良特性比如混色和准直的需要。在这个例子中我们看一个混合准直透镜的示例。FRED模型白光可以使用具有蓝光发射芯片和黄色荧光粉的LED来创建。产生白光的另一种方法是以适当的比例混合红光、绿光和蓝光。这种方法可以更准确的控制色温。如果将红色、绿色和蓝色靠在一起放置颜色将最终在足够大的距离上混合。然而辐照度分布在更大的区域且不是空间均匀的图1。图1.来自RGB LED两个距离处的彩色图像14.5mm左和100mm右。每个LED直径为4.79mm。为了在受控区域内均匀地混合波长可以构造一个塑料的六边形光管。光管是由布尔操作来创建的。第一个Boolean组件是尺寸为14*14*100宽*高*长的矩形块再添加四个相同尺寸的矩形块。移动并旋转这些矩形块让它们裁剪第一个矩形块的每个角最终成为一个六角棒。图2.使用Element Boolean函数的六角棒的创建。左剪裁前的矩形块。中Boolean操作。右剩余的六角棒形状模拟光管的另一个方法是创建一个由分段曲线六边形的每个点组成的自定义元件然后拉伸成为一个柱状面。执行RGB LED通过光管的光线追迹后均匀的色彩混合产生了。然而色温太暖红色占据了彩色图。一旦LED之间的相对功率输出经过调整可以在彩色图像上获得白光图3。图3.具有相等RGB功率输出的100mm长六边形光管末端的彩色图像。右调整后RGB功率输出0.4W1.0W0.7W的彩色图[1] “New Report Explores the Global Industrial and Commercial LED Lighting Market to Be Propelled by Government Prohibition on the Use of Incandescent Lamps.” WhaTech. September 28, 2015. Accessed September 29, 2015.