LED光在环境中传输特性的仿真及实验研究.pdf

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1、LED光在坏洗中俜檢特牲的仿真爻实齋研免、N>",«rV'、.‘-••麥.i“•'"V-S^v'-0二.",“"左佳奇HI#相专研师称向龙^半綱学神湘触S；；；tL1.子学r《H：独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研宄工作及取得的研宄成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含他人己经发表或撰写过的研宄成果，也不包含为获得重庆师范大学或其他教育机构的学位或证书而使用讨的材糾n与我一同工作的同志对本研宄所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明。学位论文作者签名：签字日期：从化年6月2日学位论文版权使用

2、授权书本学位论文作者完全了解重庆师范大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权重庆师范大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。学位论文作者签名：签字日期：曰重庆师范大学硕士学位论文LED光在环境中传输特性的仿真及实验研究硕士研究生：左佳奇指导教师：龙兴明教授学科专业：光学所在学院：物理与电子工程学院研究方向：半导体光电子学重庆师范大学二O一五年四月AThesisSubmittedtoChon

3、gqingNormalUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterSimulationandexperimentalstudyofLEDopticaltransmissioncharacteristicsinenvironmentCandidate:ZuoJiaqiSupervisor:LongXingmingProfessorMajor:OpticsCollege:CollegeofPhysicsandelectronicengineeringR

4、esearch:SemiconductoroptoelectronicsChongqingNormalUniversityApril,2015LED光在环境中传输特性的仿真及实验研究摘要LED(LightEmittingDiode)是一种各项性能优良的半导体光电器件，它以体积小、使用寿命长、耗电量低、绿色环保等优点正逐步取代现有的汽车信号灯和道路照明等传统光源。但随着工业的快速发展，导致环境受到污染，雨雪雾霾等恶劣天气状况的出现次数日益频繁，LED光源在实际使用中容易受自身结温、封装结构以及复杂大气环境的影响，同时不同LED光源对能见度

5、的差异会直接影响道路交通安全。本文针对LED自身封装结构、芯片结温以及在雨、雾、霾等气候环境中与颗粒物质的相互作用，通过采用三维图形辅助软件设计三维模型和Tracepro仿真软件研究其光电热特性。实验使用商用功率白光LED进行定标，测试了白光LED芯片结温与光谱特性的相关性，研究结温对光输出的影响；通过测定不同参数，对LED封装结构及形状进行了模拟仿真，研究了封装结构对LED光在器件内部的传播影响；测量了白光LED和不同类型的单色LED在模拟复杂大气中的光衰减、光强分布等特性。本文的实验主要分为三个部分，第一，结温测试采用非接触测试法（

6、即光谱法），与经典的正向电压法对比，研究了结温对光传输的影响；第二，模拟仿真了反光碗、封装材料和透镜这三个封装部件对LED光在器件内部传输的影响，第三，模拟复杂气候中的雾、雨、雪天气中LED光的传播特性。通过以上工作，得到如下主要结论：1.LED芯片结温对其光传输特性有一定影响，主要表现在随着灯具结温的改变，LED光通量、峰值波长以及白光LED的蓝白功率比也随之改变。2.封装部件的材质和形状将在很大程度上改变LED光在器件内部的传输特性。3.LED光在模拟雾霾雨雪气候的大气中传播时，受到大气中的颗粒物质影响，发生折射、散射和吸收等现象，

7、其折射、散射和吸收的程度随环境中颗粒物的粒子半径以及粒子浓度的变化而发生改变。本文的研究对于LED路灯和汽车交通灯的测试设计具有重要参考价值，对提高实际道路行车安全有一定的理论和实际意义。关键词：LED；光传输；结温；仿真模拟IStudyonsimulationandexperimentofLEDopticaltransmissioncharacteristicsinenvironmentAbstractLED(LightEmittingDiode)isanoutstandingperformanceofthesemiconductor

8、optoelectronicdevices,withitssmallsize,longlife,lowpowerconsumption,environmentalprotection,etc.aregrad