GaN發(fā)光二極管（LED）的案例
FRED：發(fā)光二極管（LED）
目錄
簡(jiǎn)介........................................................................ 2
在FRED中的實(shí)際例子：創(chuàng)建一個(gè)LED ............. 3
方法1：CAD幾何體和光線文件....................... 3
方法2：數(shù)據(jù)表...........................................7
兩種方法的對(duì)比................................ 8
專注于FRED工具：彩色圖像.............................. 9
更多信息...................................................... 11
簡(jiǎn)介
發(fā)光二極管（LED）正迅速成為很多領(lǐng)域上首選的光源，包括汽車(chē)業(yè)、背光和投影、醫(yī)療器械、工業(yè)應(yīng)用，裝飾照明等等。有幾種不同的方法來(lái)創(chuàng)建LED模型，可以根據(jù)具體的情況來(lái)確定最合適的仿真。一些廠商如Cree,，OSRAM，Philips Lumileds和Bridgelux在其網(wǎng)站上粘貼了各種格式光線集，以供下載。這些光線文件包含（至少）光線的位置和方向，并且可以直接導(dǎo)入到FRED。此外，軟件工具，例如ProSource，來(lái)自Radiant image公司，可從測(cè)試數(shù)據(jù)中生成光線集。使用這些光線軟件也是模擬LED光分布的一種方法，還有一種方法是編輯LED的角分布，典型的是輸入到它的技術(shù)數(shù)據(jù)表中，作為功率切趾。
有兩種用于LED發(fā)射建模的情況：近場(chǎng)和遠(yuǎn)場(chǎng)。近場(chǎng)描述光線接近發(fā)射器的情況，其通常具有獨(dú)特的空間結(jié)構(gòu)的分布。在遠(yuǎn)場(chǎng)情況下，發(fā)射器近似為一個(gè)方向性的點(diǎn)光源并且光線服從一個(gè)穩(wěn)定的，可預(yù)測(cè)的模式。
展開(kāi) FRED應(yīng)用：發(fā)光二極管（LED）
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簡(jiǎn)介........................................................................ 2
在FRED中的實(shí)際例子：創(chuàng)建一個(gè)LED ............. 3
方法1：CAD幾何體和光線文件....................... 3
方法2：數(shù)據(jù)表...........................................7
兩種方法的對(duì)比................................ 8
專注于FRED工具：彩色圖像.............................. 9
更多信息...................................................... 11
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發(fā)光二極管（LED）正迅速成為很多領(lǐng)域上首選的光源，包括汽車(chē)業(yè)、背光和投影、醫(yī)療器械、工業(yè)應(yīng)用，裝飾照明等等。有幾種不同的方法來(lái)創(chuàng)建LED模型，可以根據(jù)具體的情況來(lái)確定最合適的仿真。一些廠商如Cree,，OSRAM，Philips Lumileds和Bridgelux在其網(wǎng)站上粘貼了各種格式光線集，以供下載。這些光線文件包含（至少）光線的位置和方向，并且可以直接導(dǎo)入到FRED。此外，軟件工具，例如ProSource，來(lái)自Radiant image公司，可從測(cè)試數(shù)據(jù)中生成光線集。使用這些光線軟件也是模擬LED光分布的一種方法，還有一種方法是編輯LED的角分布，典型的是輸入到它的技術(shù)數(shù)據(jù)表中，作為功率切趾。
有兩種用于LED發(fā)射建模的情況：近場(chǎng)和遠(yuǎn)場(chǎng)。近場(chǎng)描述光線接近發(fā)射器的情況，其通常具有獨(dú)特的空間結(jié)構(gòu)的分布。在遠(yuǎn)場(chǎng)情況下，發(fā)射器近似為一個(gè)方向性的點(diǎn)光源并且光線服從一個(gè)穩(wěn)定的，可預(yù)測(cè)的模式。
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在FRED中的實(shí)際例子：創(chuàng)建一個(gè)LED ............. 3
方法1：CAD幾何體和光線文件....................... 3
方法2：數(shù)據(jù)表...........................................7
兩種方法的對(duì)比................................ 8
專注于FRED工具：彩色圖像.............................. 9
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發(fā)光二極管（LED）正迅速成為很多領(lǐng)域上首選的光源，包括汽車(chē)業(yè)、背光和投影、醫(yī)療器械、工業(yè)應(yīng)用，裝飾照明等等。有幾種不同的方法來(lái)創(chuàng)建LED模型，可以根據(jù)具體的情況來(lái)確定最合適的仿真。一些廠商如Cree,，OSRAM，Philips Lumileds和Bridgelux在其網(wǎng)站上粘貼了各種格式光線集，以供下載。這些光線文件包含（至少）光線的位置和方向，并且可以直接導(dǎo)入到FRED。此外，軟件工具，例如ProSource，來(lái)自Radiant image公司，可從測(cè)試數(shù)據(jù)中生成光線集。使用這些光線軟件也是模擬LED光分布的一種方法，還有一種方法是編輯LED的角分布，典型的是輸入到它的技術(shù)數(shù)據(jù)表中，作為功率切趾。
有兩種用于LED發(fā)射建模的情況：近場(chǎng)和遠(yuǎn)場(chǎng)。近場(chǎng)描述光線接近發(fā)射器的情況，其通常具有獨(dú)特的空間結(jié)構(gòu)的分布。在遠(yuǎn)場(chǎng)情況下，發(fā)射器近似為一個(gè)方向性的點(diǎn)光源并且光線服從一個(gè)穩(wěn)定的，可預(yù)測(cè)的模式。
展開(kāi) FRED應(yīng)用說(shuō)明——發(fā)光二極管（LED）
本應(yīng)用說(shuō)明介紹了兩種模擬LED的方法，強(qiáng)調(diào)了一些有用的分析工具。
FRED用于LED建模
? CAD導(dǎo)入
? FRED可以導(dǎo)入IGES和STEP格式CAD模型，允許光學(xué)和機(jī)械元件的快速集成。
? 一些LED廠商網(wǎng)上提供CAD文件，如Cree，OSRAM，Philips Lumileds，Bridgelux。
? 光線文件導(dǎo)入
? 可以將光線文件可以動(dòng)態(tài)地加載到FRED的光源定義中。
? 一些LED廠商網(wǎng)上提供光線文件，如Cree，OSRAM，Philips Lumileds，Bridgelux。
? 數(shù)字化工具
? 數(shù)據(jù)表產(chǎn)生的數(shù)據(jù)圖光譜（曲線）圖可以被數(shù)字化，并用于生成光源波長(zhǎng)。
? 數(shù)據(jù)表產(chǎn)生的角分布曲線可以被數(shù)字化，并用于光源能量切趾。
? 2-D機(jī)械圖紙可以被數(shù)字化，并用于生成精確的幾何形狀。
? 極坐標(biāo)計(jì)算下的強(qiáng)度
? 可以計(jì)算出角分布，從而與廠商的規(guī)格對(duì)比進(jìn)行模型驗(yàn)證。
? 彩色圖像
? 可以計(jì)算和渲染精確的彩色圖像，不僅提供比色法色度計(jì)算的數(shù)據(jù)（例如RGB值和色度坐標(biāo)），也提供彩色圖像分布的視覺(jué)效果情景圖。
? 可視化視圖
? 任何圖像或渲染可以顯示在三維視圖中，可以快速驗(yàn)證模型的設(shè)置，或者用于系統(tǒng)的可視化演示中。
FRED中的實(shí)際案例：創(chuàng)建LED模型
越來(lái)越多的LED廠商提供在其網(wǎng)站上的提供了CAD模型和光線文件（Cree,，OSRAM，Philips Lumileds和Bridgelux ）。第一種方法描述了使用CAD幾何體和光線文件導(dǎo)入和創(chuàng)建LED模型。第二種方法描述僅使用數(shù)據(jù)表說(shuō)明來(lái)建LED模型。整個(gè)例子使用的是Philips Lumiled公司的Amber LUXEON Rebel Color，零件編號(hào)LXML-PL01-0030。
展開(kāi) 
克服“效率下降”：LED亮度提高1000倍！
文章發(fā)布：上海安世亞太官方訂閱號(hào)（搜索：PeraShanghai）
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發(fā)光二極管（LED）是一種可將電能高效轉(zhuǎn)化為光能的新型固態(tài)光源，是普通照明，顯示器，生物傳感，表面消毒和滅菌等領(lǐng)域廣泛的理想光源。在新型冠狀病毒席卷全球期間，UV LED憑其殺菌消毒快，尺寸小、功耗低、環(huán)境友好等優(yōu)勢(shì)，與口罩、疫苗等等成為近期各大平臺(tái)的熱門(mén)詞匯，成為了人類(lèi)抵御病毒的巨大幫手。不僅如此，中村修二也因?yàn)榘l(fā)明了高亮度GaN藍(lán)光LED，并因此獲得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。
GaN發(fā)光二極管（LED）被稱為最成功的光子技術(shù)之一，但是它和所有LED技術(shù)一樣，都存在“效率下降”的致命弱點(diǎn)，即高電流下，LED的發(fā)光亮度和效率會(huì)隨之下降，這種下垂的行為將納米級(jí)LED的功率輸出限制在納瓦以下，并限制了所有商用LED的性能。
圖1 GaN 藍(lán)光LED發(fā)光圖
圖源：istockphoto
然而，新的研究發(fā)現(xiàn)可能將從此改變這種情況。近日，Science Advances期刊以“High-brightness lasing at submicrometer enabled by droop-free fin light-emitting diodes (LEDs)”為題在線報(bào)導(dǎo)了一種“鰭狀”p-n結(jié)LED，該項(xiàng)技術(shù)克服了效率下降的問(wèn)題，使LED亮度隨電流線性增加。更令人驚訝的是，當(dāng)記錄電流密度為1000 kA/cm2，不需要傳統(tǒng)的諧振腔，LED也會(huì)轉(zhuǎn)換為激光。并且在亞微米級(jí)下，比以往任何電驅(qū)動(dòng)LED或激光像素高出100到1000倍。這種設(shè)計(jì)的進(jìn)一步改進(jìn)有望使新一代的高亮度LED和激光像素用于規(guī)模化的應(yīng)用。
展開(kāi) 綜述熱管理材料—石墨烯
Han等人使用嵌入氧化石墨烯模式也觀察到GaN發(fā)光二極管(led)的散熱性能得到改善。首先將氧化石墨烯分散體涂覆在藍(lán)寶石襯底上，然后在1100℃下用氫氣熱還原。然后用光刻法對(duì)氧化石墨烯進(jìn)行圖像化，并通過(guò)外延生長(zhǎng)在其上生長(zhǎng)GaN層。在這一步之后，LED結(jié)構(gòu)被制造出來(lái)，因此圖案化的氧化石墨烯被嵌入到下面。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，rGO嵌入式LED的芯片表面峰值溫度比常規(guī)LED低約5℃，如圖5所示。
圖5.芯片表面紅外圖像。
LPE石墨烯散熱器的熱性能取決于幾個(gè)因素。首先，分散劑和其他成分的存在往往會(huì)降低薄膜的性能。其次，單個(gè)石墨烯片在薄膜中的排列對(duì)薄膜的性能起著重要的決定作用。研究表明，通過(guò)過(guò)濾，高度排列的石墨烯薄膜表現(xiàn)出很強(qiáng)的各向異性熱導(dǎo)率，即面內(nèi)導(dǎo)熱系數(shù)為120W/(mK)，而面外導(dǎo)熱系數(shù)為0.5-2W/(mK)。最后但并非最不重要的因素是石墨烯薄片的橫向尺寸。研究表明，導(dǎo)熱系數(shù)隨薄片尺寸的增大而線性增加，表明熱傳導(dǎo)主要受薄片邊界的限制。因此，只要氧化石墨烯薄片轉(zhuǎn)化為高質(zhì)量的石墨烯，就有可能從氧化石墨烯懸浮液中制備高性能的石墨烯薄膜作為導(dǎo)熱材料。已有多次報(bào)道，通過(guò)1700℃至3000℃的超高溫退火，可以實(shí)現(xiàn)氧化石墨烯的完全還原和石墨烯晶格恢復(fù)。先前的一項(xiàng)研究報(bào)告稱，溶液處理的氧化石墨烯薄膜經(jīng)過(guò)2850℃退火和機(jī)械壓制后，導(dǎo)熱系數(shù)達(dá)到1400 W/(mK)，這顯示了散熱應(yīng)用的巨大潛力。
2.2 石墨烯基導(dǎo)熱復(fù)合材料
石墨烯獨(dú)特的導(dǎo)熱性能激發(fā)了石墨烯和FLG在TIM、熱復(fù)合材料和涂層中的實(shí)驗(yàn)研究。對(duì)石墨烯復(fù)合材料的初步研究發(fā)現(xiàn)，即使少量的隨機(jī)石墨烯填料也能提高環(huán)氧復(fù)合材料的導(dǎo)熱性。
展開(kāi) 《Ceramics International》：電子阻擋層提高綠色發(fā)光二極管效率
基綠光發(fā)光二極管的效率影響。
