2.1.2光學分析

　　光是一種電磁波，電磁波從光密介質(zhì)到光疏在介質(zhì)表面形成折反射，折射和反射的能量關系與材料折射率和入射角度有一定關系，但是遵循能量守恒定律，入射光線能量=折射光線能量+反射光線能量。以折射率n=4/3的透明介質(zhì)為例，其反射率R有如下關系，如圖2所示：

　　圖2 可見光反射系數(shù)隨日入射角的變化[1]

　　其中 是發(fā)生全反射時候的臨界入射角，在入射角從0逐漸增大的過程中，反射光的能量逐漸增強，折射光的能量逐漸減弱，但這一趨勢比較緩和，當入射角接近臨界角時，折射光的能量將迅速減弱至0，發(fā)生了全反射。因此從光線射出最大化的角度考慮，LED光線從膠體射出時以垂直于膠體表明為最佳，(a)的球體型結構符合這一要求，位于球心部位的發(fā)光體發(fā)出的光能夠按照近似垂直于膠體的角度射出，這是其具有更高光效的主要因素。

　　用Tracepro仿真(a)和(b)兩種結構的LED光萃取效率，為了驗證其光學系統(tǒng)效率差別，選取單色光LED芯片不添加熒光粉。如圖3所示，在Tracepro中做LED仿真分析。

　　其他條件：硅膠折射率n=1.5

　　支架反射系數(shù)R=0.95

　　芯片一共發(fā)出光線100lm(在膠體包裹的情況下)。

　　圖3 Tracepro仿真照明級LED器件(a)的發(fā)光示意圖

　　通過仿真得出：

　　(a)LED，射出光通量為：95lm，如圖4(a)所示：

　　(b)LED，射出光通量為：85.3lm，如圖4(b)所示：

　　(a) (b)

　　圖4 (a)LED和(b)LED的輸出光通量