雙色熒光粉的LT模擬和仿真

1、雙色熒光粉的LT模擬及仿真0目錄v 準(zhǔn)備工作v 虛擬電腦和主機(jī)共享文件夾的建立v 建模 主機(jī)模型文件導(dǎo)入LT中 LT中直接建模v 設(shè)置材料參數(shù) 添加新的材料 分配熒光粉顆粒屬性 硅膠材料參數(shù)設(shè)置 給定材料到實體 光源1v 探測器設(shè)置v 光線追跡v 如何選擇指定光源亮或者不亮v 查看數(shù)據(jù)準(zhǔn)備工作v 工具 Solidworks 3D建模軟件，可導(dǎo)入LT（Lighttools）中進(jìn)行仿真，常見導(dǎo)入格式為.sldasm、.sldprt、.STEP、.igs等，如果不是特別復(fù)雜的結(jié)構(gòu)圖，也可以直接在LT中進(jìn)行建模。 Oracle VM VirtualBox 虛擬計算機(jī)，LT免費版本LT7.0，需要在虛擬

2、電腦中進(jìn)行安裝并運(yùn)行。 LT 光學(xué)仿真軟件。v 數(shù)據(jù)支持 LED藍(lán)光芯片尺寸、熒光粉層或者硅膠層尺寸及PCB板的尺寸； 熒光粉、； 藍(lán)光芯片光譜分布、輻射功率（單位是W或者mW）或者光功率（單位是lm）、發(fā)光強(qiáng)度分布（默認(rèn)的是朗博分布）。2返 回虛擬電腦和主機(jī)共享文件夾的建立虛擬電腦和主機(jī)之間數(shù)據(jù)的共用和傳輸需要建立共享文件夾來實現(xiàn)a. 啟動虛擬電腦3虛擬電腦和主機(jī)共享文件夾的建立b. 設(shè)置共享路徑41 選擇路徑2 填寫自定義的共享名稱（在后面需要與掛載路徑相對應(yīng)）3 設(shè)置自動掛載/固定分配c. 安裝VirtualBox增強(qiáng)工具5虛擬電腦和主機(jī)共享文件夾的建立虛擬電腦和主機(jī)共享文件夾的建立d.

3、 共用粘貼板的設(shè)置方法設(shè)置完成后虛擬電腦和主機(jī)都可以同時用復(fù)制粘貼快捷鍵或者右鍵選擇復(fù)制粘貼，但不代表可以從虛擬電腦上復(fù)制粘貼文件到主機(jī)，反之亦然。6主機(jī)：選擇自定義位置的共享文件（與PPT第4頁中設(shè)定的路徑相同）e. 查看共享文件夾虛擬電腦：右鍵點擊“網(wǎng)上鄰居”，選擇“資源管理器”，“Vboxsvr”、然后選擇“Vboxsvr共享文件”7虛擬電腦和主機(jī)共享文件夾的建立任何一方共享文件夾中存入文件，虛擬電腦和主機(jī)中可以同時查看到返 回建模主機(jī)模型文件導(dǎo)入LT中8 （具體在Solidworks中如何建模不做詳細(xì)描述，這里主要介紹如何將建好的模型導(dǎo)入到LT中）n將Solidworks模型文件拷貝到

4、主機(jī)上的共享文件夾里；打開虛擬電腦上的共享文件夾，將模型文件拷貝到虛擬電腦上的任意位置；n打開 模型文件的格式為.sldasm、.sldprt時LT本身可以建立和Solidworks的鏈接，導(dǎo)入方式為導(dǎo)入.sldasm、.sldprt格式的文件時很容易很容易出現(xiàn)無法啟動的提示出現(xiàn)無法啟動的提示，有兩種方式修復(fù)：第一種是LT里面“工具三維編輯修復(fù)導(dǎo)入的幾何體”；還有一種的話可能是SolidWorks里面的模型自身有bug，SolidWorks里面有修復(fù)模型“右鍵點擊模型輸入診斷曲面修復(fù)”。這兩種修復(fù)方式如果都不能夠解決問題，有可能是因為版本的問題導(dǎo)致的，建議選擇另外格式的文件導(dǎo)入。 推薦模型文件

5、的格式為推薦模型文件的格式為.STEP.STEP、. .igsigs導(dǎo)入方式為或者。導(dǎo)入.STEP、.igs格式的文件時，容易出現(xiàn)的問題是模型文件本來為幾個分離的實體，導(dǎo)入模型文件本來為幾個分離的實體，導(dǎo)入之后卻是一個之后卻是一個實體，不能分別設(shè)定參數(shù)實體，不能分別設(shè)定參數(shù)。原因是建模時不同實體之間建立了父子關(guān)系。Solidworks中的父子關(guān)系簡單來說就是模型中特征（特征就是構(gòu)成模型的一個個幾何單元，比如說凸臺拉伸特征，倒圓角特征等等）與特征之間的級別關(guān)系，如果在創(chuàng)建特征A時，其基準(zhǔn)參照借他特征（如B特征）或某幾個特征（C,D）的參照時，就可以說B,C,D三個特征的子項，反過來，BCD三個特

6、征就是特征A的父項，因為如果沒有BCD三個特征上面的一些參照時無法創(chuàng)建特征A的，他們之間就存在這樣的父子關(guān)系。9解決方法為：1、后一個特征，不使用前一個特征的面作為基準(zhǔn)面。2、后一個特征的草圖不使用前一個特征的任何線、面來約束或標(biāo)注。3、成型到某一面這樣的方法，也不選上一個特征，或者直接給定深度。 下圖中凸臺2建立草圖時基準(zhǔn)面為前視基準(zhǔn)面，而此時的前視基準(zhǔn)面為凸臺1的子特征，因此凸臺2和凸臺1建立了父子關(guān)系建模主機(jī)模型文件導(dǎo)入LT中返 回（以csp雙色模組為例）10這里需要注意的是要選擇element 而不是mechanical ！先隨便畫一個方塊，后面再編輯坐標(biāo)值建模LT中直接建模11A.建

7、立實體Cube1，更改實體Cube 1名稱： Components-Cube 1右鍵選擇Rename，重命名為PCB；B.Components-PCB右鍵選擇Propertiesa)更改實體PCB坐標(biāo)值：PCB-Coordinates，修改X、Y、Z坐標(biāo)為（0,0,-1），點擊應(yīng)用；b)更改實體PCB尺寸：PCB-CubePrimitive_1-Geometry-Length、Width、Height分別改為（1,14,14），點擊應(yīng)用C.建立一個新的立方體，重命名為chip1，將L、W、H改為（0.14,0.38,0.78），坐標(biāo)改為（0.8,0,0）；D.建立一個新的立方體，重命名為pho

8、sphor1，將L、W、H改為（0.5,1,1.2），坐標(biāo)改為（0.8,0,0）；更改名稱實體屬性建模LT中直接建模E.按住鍵盤上的 鍵，先選擇phosphor1，然后選擇chip1（順序很重要），按上圖所示步驟選擇布爾運(yùn)算的差集，得到最終的phosphor1，將坐標(biāo)改為（0.8,0,0.06）；F.重復(fù)步驟C，得到最終的chip1；12Tips：可通過View-Render Mode自由選擇視圖方式為Wireframe(線框圖)、Solid(非透明實體圖)或者Translucent(半透明實體圖)Ctrl建模LT中直接建模G.按上圖所示步驟選擇陣列，然后按住鍵盤上的 鍵，選擇phosphor

9、1和chip1，在對話框中輸入“XYZ -0.8,4,0 1 XYZ 0,0,0 5 XYZ 0.8,2,0”（空格不能忘） ，然后 。（Y方向上陣列數(shù)為5個，間距為2mm）H.右鍵單擊chip1和phosphor1，delete-ALL，剩下的陣列后的實體分別重命名為chip1chip5，phosphor1phosphor5。13CtrlEnter在這里輸入?yún)?shù)命令XYZ -0.8,4,0XYZ -0.8,4,0 1 XYZ 0,0,0 5 XYZ 0.8,2,01 XYZ 0,0,0 5 XYZ 0.8,2,0建模LT中直接建模14I.按上圖所示步驟繼續(xù)選擇陣列，然后按住鍵盤上的 鍵，選擇

10、phosphor1和chip1，在對話框中輸入“XYZ 2.4,3,0 1 XYZ 0,0,0 4 XYZ 2.4,1,0” ，然后 。（Y方向上陣列數(shù)為4個，間距為2mm）（X方向間距1.6mm）J.陣列后的實體分別重命名為chip6chip9，phosphor6phosphor9。K.重復(fù)步驟I、J，在對話框中輸入“XYZ 4,2,0 1 XYZ 0,0,0 3 XYZ 4,0,0” ，并重命名為chip10chip12，phosphor10phosphor12。（Y方向上陣列數(shù)為3個，間距為2mm）（X方向間距1.6mm）CtrlEnter建模LT中直接建模L.按上圖所示步驟繼續(xù)選擇位移

11、復(fù)制，然后按住鍵盤上的 鍵，選擇chip1chip5，phosphor1phosphor5 ，在對話框中輸入“XYZ 0.8,0,0 XYZ -0.8,0,0” ，然后 ；J.重復(fù)步驟L，選擇chip6chip9，phosphor6phosphor9 ，在對話框中輸入“XYZ 2.4,0,0 XYZ -2.4,0,0” ；K.重復(fù)步驟L，選擇chip10chip12，phosphor10phosphor12 ，在對話框中輸入“XYZ 4,0,0 XYZ -4,0,0” ；L.陣列后的實體分別重命名為chip13chip24，phosphor13phosphor24。15CtrlEnter建模L

12、T中直接建模返 回第一步：添加一種新的用戶材料選擇User Materials-air右鍵選擇User Materials，彈出的對話框中選擇Insert，重命名為3000k；第二步：用戶材料中添加新的熒光粉顆粒選擇Add Phosphor，命名為GM537H5，重復(fù)添加熒光粉顆粒RH6500；（該實例中的熒光粉由兩種顆粒GM537H5 和RH6500 混合而成）16在LT用戶界面中新建熒光粉材料有三個步驟：1.新建一種新的用戶材料；2.添加一種或者多重?zé)晒夥垲w粒到新建的用戶材料中；3.為每一種熒光粉顆粒分配物理及光學(xué)屬性設(shè)置材料參數(shù)添加新的材料返 回1.設(shè)置熒光粉平均自由程平均自由程是光線在

13、沒有碰撞到熒光粉顆粒條件下穿過材料的平均傳播距離（mm），通常選擇，即運(yùn)用中體散射原理來計算基于給定體積折射率密度分布的平均自由程。17第三步：分配熒光粉顆粒屬性LT中熒光粉顆粒屬性分配有多個輸入?yún)?shù)，這些參數(shù)如下：1.LT平均自由程2.吸收光譜3.激發(fā)光譜4.發(fā)射光譜5.未轉(zhuǎn)化能量的光強(qiáng)分布6.一個顆粒中傳播的光線數(shù)目設(shè)置材料參數(shù)分配熒光粉顆粒屬性18輸入顆粒密度輸入折射率，虛部表明了粒子吸收光粒徑分布外部數(shù)據(jù)導(dǎo)入，格式如右圖所示設(shè)置材料參數(shù)分配熒光粉顆粒屬性需要輸入粒子的密度以及所添加的熒光粉粒徑分布；粒徑分布文本文件的數(shù)據(jù)格式如右下圖所示192.吸收光譜光與熒光粉顆粒碰撞時光線被吸收；吸

14、收光譜數(shù)據(jù)可以從外部導(dǎo)入，導(dǎo)入方式和文本文件的數(shù)據(jù)格式如右上圖所示；也可以基于發(fā)射光譜和激發(fā)光譜/量子產(chǎn)額來計算吸收光譜，方法是選擇左圖紅框內(nèi)的選項設(shè)置材料參數(shù)分配熒光粉顆粒屬性203.激發(fā)光譜用于定義某特定吸收波長的光線有百分之多少的能量被重新輻射；激發(fā)光譜數(shù)據(jù)可以從外部導(dǎo)入，導(dǎo)入方式和文本文件的數(shù)據(jù)格式如右上圖所示。設(shè)置材料參數(shù)分配熒光粉顆粒屬性214.發(fā)射光譜用于定義任意吸收波長輻射；發(fā)射光譜數(shù)據(jù)可以從外部導(dǎo)入，導(dǎo)入方式和文本文件的數(shù)據(jù)格式如上圖所示。設(shè)置材料參數(shù)分配熒光粉顆粒屬性5.未轉(zhuǎn)化強(qiáng)度當(dāng)光線被熒光粉吸收并輻射出新的光線時，這是各向同性的。如果光線與熒光粉碰撞而沒有被吸收，此光線

15、遠(yuǎn)離顆粒傳輸。這是由熒光粉顆粒的控件Intensity Distribution for Unconverted Rays決定的；在這四個選項中通常選擇，即默認(rèn)選項。當(dāng)選擇Undeviated選項時，光線像沒有任何作用一樣穿過顆粒22設(shè)置材料參數(shù)分配熒光粉顆粒屬性6.一個顆粒中傳播的光線數(shù)目默認(rèn)時，LT將光線遠(yuǎn)離顆粒傳輸。若沒有能量的轉(zhuǎn)換，此光線為未轉(zhuǎn)換光線。若有能量轉(zhuǎn)換，LT將概率性的選擇傳輸轉(zhuǎn)換還是未轉(zhuǎn)換光線。若選項未被選取，有兩條光線經(jīng)過顆粒傳輸：轉(zhuǎn)換光線和轉(zhuǎn)化光線。使用這個選項來加速光線追跡的速度，就如同減少經(jīng)過系統(tǒng)傳輸?shù)墓饩€數(shù)目。23重復(fù)上述16的操作，完善3000k熒光膠的參數(shù)設(shè)置

16、，并添加和完善5000k熒光膠的參數(shù)設(shè)置。設(shè)置材料參數(shù)分配熒光粉顆粒屬性返 回24定義硅膠材料特性1.如上圖所示添加硅膠中粒子的粒徑分布：外部數(shù)據(jù)導(dǎo)入方法和文本文件的數(shù)據(jù)格式如上圖和右下圖所示2.修改硅膠折射率：如下圖所示，本例中硅膠折射率為1.56。設(shè)置材料參數(shù)硅膠材料參數(shù)設(shè)置返 回25定義熒光粉材料屬性1.右鍵單擊phosphor1選擇Properties，Material-Catalog選擇User Materical（用戶自定義材料庫），根據(jù)需要選擇3000k或者5000k。2.同樣的步驟設(shè)置phosphor2phosphor24的材料屬性，這里不一一贅述。3.如果不同熒光膠材料屬性相

17、同，也可以按住 鍵選擇需要設(shè)定的phosphor實體，同時修改材料屬性，如右圖所示。Ctrl設(shè)置材料參數(shù)給定材料到實體同時修改多個實體的材料屬性26設(shè)置材料參數(shù)給定材料到實體定義PCB板材料屬性，方法如左圖所示定義藍(lán)光芯片材料屬性，方法如右圖所示修改pcb板材料為SILICA按住 鍵，同時選擇所有chip修改chips材料為SILICACtrl返 回設(shè)置發(fā)光面按住 鍵，選擇chips1chip24，按照右圖所示步驟將chip設(shè)置為面光源，設(shè)置完成后能夠看到如下圖所示的顯示27Ctrlchip圖標(biāo)上多了一個小燈泡，子菜單中多了一個Source_chip1，每一個面上也多了一個小燈泡的圖示，代表現(xiàn)

18、在每一個面都可以發(fā)光。在Illumination Manager-Source List子菜單中也能夠看到所有的光源，也可以在這里編輯光源信息。設(shè)置光學(xué)參數(shù)光源設(shè)置光學(xué)參數(shù)光源設(shè)置輻射功率按住 鍵，選擇所有光源，將Radiometric Power 改為0.27W，如果已知的是光通量，也可以選擇Photometric Flux進(jìn)行設(shè)置。28Ctrl設(shè)置光學(xué)參數(shù)光源設(shè)置藍(lán)光芯片發(fā)射光譜Spectral Region-Load文本文件數(shù)據(jù)格式如右圖所示29設(shè)置光學(xué)參數(shù)光源設(shè)置發(fā)光面根據(jù)需要設(shè)置發(fā)光面，本例中只要求藍(lán)光芯片的上表面（在這里是RightSurface）這一個面發(fā)光，因此只勾選這一個面。30返 回探測器設(shè)置設(shè)置遠(yuǎn)程探測器如上圖所示步驟設(shè)置遠(yuǎn)程探測器，設(shè)置完成后能夠在Illumination Manager-Receiver List中查看31探測器設(shè)置遠(yuǎn)程探測器的單位改為Radiometric Power，如果前面設(shè)置的是Photometric