本文選題：LED + 光傳輸　； 參考：《重慶師范大學》2015年碩士論文

【摘要】：LED(Light Emitting Diode)是一種各項性能優(yōu)良的半導體光電器件,它以體積小、使用壽命長、耗電量低、綠色環(huán)保等優(yōu)點正逐步取代現(xiàn)有的汽車信號燈和道路照明等傳統(tǒng)光源。但隨著工業(yè)的快速發(fā)展,導致環(huán)境受到污染,雨雪霧霾等惡劣天氣狀況的出現(xiàn)次數(shù)日益頻繁,LED光源在實際使用中容易受自身結(jié)溫、封裝結(jié)構(gòu)以及復雜大氣環(huán)境的影響,同時不同LED光源對能見度的差異會直接影響道路交通安全。本文針對LED自身封裝結(jié)構(gòu)、芯片結(jié)溫以及在雨、霧、霾等氣候環(huán)境中與顆粒物質(zhì)的相互作用,通過采用三維圖形輔助軟件設(shè)計三維模型和Tracepro仿真軟件研究其光電熱特性。實驗使用商用功率白光LED進行定標,測試了白光LED芯片結(jié)溫與光譜特性的相關(guān)性,研究結(jié)溫對光輸出的影響;通過測定不同參數(shù),對LED封裝結(jié)構(gòu)及形狀進行了模擬仿真,研究了封裝結(jié)構(gòu)對LED光在器件內(nèi)部的傳播影響;測量了白光LED和不同類型的單色LED在模擬復雜大氣中的光衰減、光強分布等特性。本文的實驗主要分為三個部分,第一,結(jié)溫測試采用非接觸測試法(即光譜法),與經(jīng)典的正向電壓法對比,研究了結(jié)溫對光傳輸?shù)挠绊?第二,模擬仿真了反光碗、封裝材料和透鏡這三個封裝部件對LED光在器件內(nèi)部傳輸?shù)挠绊?第三,模擬復雜氣候中的霧、雨、雪天氣中LED光的傳播特性。通過以上工作,得到如下主要結(jié)論:1.LED芯片結(jié)溫對其光傳輸特性有一定影響,主要表現(xiàn)在隨著燈具結(jié)溫的改變,LED光通量、峰值波長以及白光LED的藍白功率比也隨之改變。2.封裝部件的材質(zhì)和形狀將在很大程度上改變LED光在器件內(nèi)部的傳輸特性。3.LED光在模擬霧霾雨雪氣候的大氣中傳播時,受到大氣中的顆粒物質(zhì)影響,發(fā)生折射、散射和吸收等現(xiàn)象,其折射、散射和吸收的程度隨環(huán)境中顆粒物的粒子半徑以及粒子濃度的變化而發(fā)生改變。本文的研究對于LED路燈和汽車交通燈的測試設(shè)計具有重要參考價值,對提高實際道路行車安全有一定的理論和實際意義。
[Abstract]:LED(Light Emitting Diode is a kind of semiconductor optoelectronic device with good performance. It is gradually replacing the existing traditional light sources such as automobile signal lights and road lighting with the advantages of small volume, long service life, low power consumption and green environmental protection. However, with the rapid development of industry, the environment is polluted, and the occurrence times of severe weather conditions such as rain and snow haze are more and more frequent. In practical use, LED light sources are easily affected by their own junction temperature, encapsulation structure and complex atmospheric environment. At the same time, the difference of visibility between different LED light sources will directly affect road traffic safety. Aiming at the encapsulation structure of LED, chip junction temperature and the interaction with particles in rain, fog, haze and other climatic environments, the photoelectric and thermal properties of LED were studied by using 3D graphic aid software to design 3D model and Tracepro simulation software. The correlation between junction temperature and spectral characteristics of white light LED chip is tested, the influence of junction temperature on light output is studied, and the structure and shape of LED package are simulated by measuring different parameters. The effects of packaging structure on the propagation of LED light in the device are studied, and the optical attenuation and intensity distribution of white LED and different monochromatic LED in simulated complex atmosphere are measured. The experiments in this paper are divided into three parts. First, the junction temperature measurement is carried out by using non-contact measurement method (that is, spectral method, compared with the classical forward voltage method) to study the effect of the junction temperature on the light transmission. Second, the reflection bowl is simulated and simulated. The effects of packaging materials and lenses on the transmission of LED light inside the device. Thirdly, the propagation characteristics of LED light in complex weather, such as fog, rain and snow, are simulated. The main conclusions are as follows: 1. The junction temperature of LED chip has a certain influence on the light transmission characteristics, which is mainly reflected in the change of luminous flux, peak wavelength and blue-white power ratio of white LED with the change of junction temperature. The material and shape of packaging parts will greatly change the transmission characteristics of LED light in the device. 3. When LED light propagates in the atmosphere of simulated haze rain and snow climate, it is affected by particulate matter in the atmosphere, and the phenomena such as refraction, scattering and absorption occur. The degree of refraction, scattering and absorption varies with the change of particle radius and particle concentration in the environment. The research in this paper has important reference value for the test design of LED street light and vehicle traffic light, and has certain theoretical and practical significance to improve the actual road driving safety.
【學位授予單位】：重慶師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN312.8

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本文編號：1848268