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FRED應用：混色導光管的模擬

時間:2022-12-01 15:48來源:未知作者: infotek點擊:次列印

發光二極體，或者LED，早已超越了白熾燈光源，應用也越來越廣泛。LED具有尺寸小、發光效率高、使用壽命長[1]等優點。LED也有光學工程師必須處理的不良特性，比如混色和準直的需要。在這個例子中，我們看一個混合準直透鏡的示例。

FRED模型

白光可以使用具有藍光發射晶片和黃色螢光粉的LED來創建。產生白光的另一種方法是以適當的比例混合紅光、綠光和藍光。這種方法可以更準確的控制色溫。如果將紅色、綠色和藍色靠在一起放置，顏色將最終在足夠大的距離上混合。然而，輻照度分佈在更大的區域，且不是空間均勻的（圖1）。

圖1 來自RGB LED兩個距離處的彩色圖像：14.5mm（左）和100mm（右）。每個LED直徑為4.79mm。

為了在受控區域內均勻地混合波長，可以構造一個塑膠的六邊形光管。光管是由布林操作來創建的。第一個布林組件是尺寸為14*14*100（寬*高*長）的矩形塊，再添加四個相同尺寸的矩形塊。移動並旋轉這些矩形塊，讓它們裁剪第一個矩形塊的每個角，最終成為一個六角棒。

圖2 使用Element Boolean函數的六角棒的創建。左：剪裁前的矩形塊。中：Boolean操作。右：剩餘的六角棒形狀

模擬光管的另一個方法是創建一個由分段曲線（六邊形的每個點）組成的自訂元件，然後拉伸成為一個柱狀面。

執行RGB LED通過光管的光線追跡後，均勻的色彩混合產生了。然而，色溫太暖：紅色佔據了彩色圖。一旦LED之間的相對功率輸出經過調整，可以在彩色圖像上獲得白光（圖3）。

圖3 具有相等RGB功率輸出的100mm長六邊形光管末端的彩色圖像。右：調整後RGB功率輸出（0.4W，1.0W，0.7W）的彩色圖

[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.

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