基于ZEMAX的LED光学性能模拟论文.doc

郑州轻工业学院
本科毕业设计(论文)

题目基于ZEMAX的LED光学性能模拟
学生姓名
专业班级电子科学与技术09-1
学号 0
院(系) 技术物理系
指导教师(职称)
完成时间 2013年 5月 25 日
郑州轻工业学院
毕业设计(论文)任务书
题目基于ZEMAX的LED光学性能模拟
专业电子科技学号0 姓名
主要内容、基本要求、主要参考资料等:
主要内容:
LED是一种能够将电能转换为光能的半导体结构,它改变了白炽灯钨丝发光与节能灯三级色粉发光的原理,而采用发光电场发光。据分析,LED的特点非常明显,寿命长、光效高、辐射低和功耗低。LED照明产品就是利用LED作为光源制造出来的照明器具。由于LED灯具的特殊结构,需要对LED的光学性能进行全面的分析,为利用LED制作灯具奠定基础。本课题主要内容如下:
1掌握LED的工作原理、光学特性及电学性能。
2 利用ZENAX软件对LED进行建模,并模拟其光学性能。
主要参考资料:
[1],2006(9):30一3l
[2]李春茂编著. LED结构原理与应用技术. 北京:机械工业出版社,
[3]怀素芳、李旭、,2007(11):
[4],2007(12):6—9
[5],2007(8):28--30
[6] Frasch H carlo methods in ray·tracing software[J].SPIE,2000,4769:55
[7]赵家荣,韩文科.《绿色照明工程与节能新机制》.北京,中国环境科学出版社,2006:
[8],2007(6):20一24
[9],2005(1):65-67
[10],2004(8):20--22
完成期限:
指导教师签名:
专业负责人签名:
2013年 2 月 25日
目录
中文摘要 I
英文摘要 II
1 绪论 1
课题研究背景 1
LED的发展历程 1
半导体照明的产业概况和发展 2
LED应用于照明的发展和国内概况 4
课题研究的目的与意义 5
课题研究的目的 5
课题研究的意义 6
本课题的研究内容 6
2 LED基础知识 7
LED基本原理机构和发光原理 7
LED的分类 8
LED的优点与不足 9
白光LED 10
3 LED的主要特性 12
LED的电学特性 12
I-V特性 12
C-V特性 12
响应时间 13
LED的光学特性 14
光通量 14
发光效率和视觉灵敏度 15
发光强度 16
发光法向光强及其角分布Iθ 17
照度 18
亮度 18
寿命 19
色温 19
显色性与显色指数 20
LED的热学特性 20
4 ZEMAX软件 21
ZEMAX简介 21
序列性(Sequential)光线追迹 21
非序列性(Non-sequential)光线追迹 22
5 LED的光学模拟 23
LED的参数 23
LED模拟设置 23
LED的光强度模拟 25
LED的近场照度模拟 26
6 LED的光学设计 27
LED路灯的配光要求 27
LED 路灯的配光应用现状及存在的问题 28
LED的排列方式 28
LED灯具的模拟 29
7 总结与展望 34
结束语 35
致谢 36
参考文献 37
附录 38
基于ZEMAX的LED光学性能模拟
摘要
LED是一种能够将电能转换为光能的半导体结构,它改变了白炽灯钨丝发光与节能灯三级色粉发光的原理,而采用电场发光。据分析,LED的特点非常明显,寿命长、光效高、辐射低和功耗低。白光LED的光谱几乎全部集中于可见光频段,其发光效率可超过170lm/W(2012年)。有人还预测,未来的LED寿命上限将无穷大。随着近来LED散热技术的改进,室外照明LED灯、投光灯等大功率LED照明