白光LED之ㄧ階與二階光學設計

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鄭佳申(Chia-Shen Cheng) 查詢紙本館藏

畢業系所

光電科學與工程學系

論文名稱

白光LED之ㄧ階與二階光學設計
(The study of first and second optics design of white light LED)

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摘要(中)

本論文在研究與比較高功率白光LED在封裝上以半球螢光粉塗佈方式來封裝,以及一般的平面螢光粉塗佈方式LED，兩者在光學設計上的不同與優劣。另外我們將以etendue的理論來分析其被收光的能力，同時設計不同的TIR透鏡以及CPC一階封裝透鏡來進行收光和整光的工作，驗證其被收光及整光的可能性。

摘要(英)

In this thesis, we study the characteristic of the etendue for different packages of white LEDs. We compare the etendue of the package with the phosphor formed in a plan structure and the half-ball one. We study the optical efficiency of the second optics such as TIR’’s for both cases. Finally, we design a compound parabolic concentractor to serve as the first optics. The optical efficiency and the result of beam shaping by the CPC is analyzed.

關鍵字(中)

★ 光學設計

關鍵字(英)

★ lighting design

論文目次

中文摘要 I
英文摘要 II
誌謝 III
目錄 IV
圖索引 VI
第一章緒論 1
1.1 高功率LED介紹 1
1.2 白光LED 5
1.3 白光LED螢光粉塗佈方式簡介 7
1.4 論文大綱 9
第二章設計理論分析 10
2.1 基本原理 10
2.1.1 反射定律 11
2.1.2 折射定律 12
2.1.3 光線追跡 13
2.2 etendue簡介 16
2.2.1 etendue 定義 16
2.2.2 etendue 的計算 19
2.2.3 etendue在光學系統中的意義 25
第三章 TIR lens之設計與分析 28
3.1光源光學模型的建立 28
3.2 設計分析 31
3.3 TIR透鏡 34
3.3.1 收光角度10度之TIR透鏡設計 34
3.3.2 收光角度20度之TIR透鏡設計 48
3.4　公差分析 54
3.4.1 公差範圍的判斷 54
3.4.2 收光角度10度之TIR透鏡公差分析 55
3.4.3 收光角度20度之TIR透鏡公差分析 63
第四章 CPC之一階封裝透鏡設計與分析 75
4.1 CPC設計理論 75
4.2 收光角度40度之CPC曲面設計 78
第五章結論 85
參考文獻 87
中英文名詞對照表 90

參考文獻

[1] B. E. A. Saleh, M. C. Teich, Fundamentals of photonics, John Wiley & Sons, New York, (1991).
[2] 黃柏誠, “大面積高功率發光二極體導光元件之設計,” 中央大學光電所 (2004).
[3] 黃志銘, “大面積發光二極體二維發光分佈之模擬與量測,” 中央大學光電所 (2003).
[4] 林昭穎, “發光二極體導光機構之研究,” 中央大學光電所 (2002).
[5] E. Schubert, Light-Emitting Diodes, Cambridge University Press, UK, (2003).
[6] D. A. Steigerwald, J. C. Bhat, D. Collins, R. M. Fletcher, M. O. Holcomb, M. J. Ludowise, P. S. Martin, and S. L. Rudaz, “Illumination with solid state lighting technology, ” IEEE J. Select. Topics Quantum Electron. 8, 310-320 (2002).
[7] A. Zukauskas, M. S. Shur, and R. Caska, Introduction to Solid-StateLighting,, John Wiley & Sons, New York, (2002).
[8] Philips Lumileds Luxeon Company, Application Brief AB07, Lumen Maintenance of White Luxeon Power Light Sources.
[9] Philips Lumileds Lighting Company, http://www.lumileds.com.
[10] 劉如熹, 王健源, “白光發光二極體製作技術, ” 全華科技圖書公司, (2005).
[11] R. C. Jordan, J. Bauer, and H. Oppermann, “Optimized heat transfer and homogeneous color converting for Ultra High Brightness LED Package,” Proc. SPIE 6198, 61980B1- 61980B12 (2006).
[12] N. Narendran, Y. Gu, J. P. Freyssinier-Nova, and Y. Zhu, “Extracting phosphor-scattered photons to improve white LED efficiency,” Phys. Stat. Sol. 202, R60–R62 (2005).
[13] E.Hecht, Optics, 4th ed. Addison Wesley, New York, (2002).
[14] V. N. Mahajan, Optical Imaging and Aberrations, Part I Ray Geometrical Optics, SPIE PRESS, Washington, (1998).
[15] W.T. Welford, High Collection Nonimaging Optics, Academic, SanDiego, Calif, (1989).
[16] R.winston, Nonimageing Optics, Academic, London, (2005).
[17] E. Stupp and M. Brennesholtz, Projection Displays, John Wiley&Sons, New York, (1999).
[18] R. W. Boyd, Radiometry and the Detection of Optical Radiation, John Wiley & Sons, New York, (1984).
[19] H. Ries, N. Shatz, J. Bortz, and W. Spirkl, “Performance limitations of rotationally symmetric nonimaging devices,” J. Opt. Soc. Am. A 14, 2855–2862 (1997).
[20] C. C. Sun, T.-X. Lee, S.-H. Ma, Y.-L. Lee, and S. Huang, “Precise optical modeling for LED lighting verified by cross correlation in the midfield region,” Opt. Lett. 31, 2193-2195 (2006).
[21] W.T. Chien, C. C. Sun, and I. Moreno, “Precise optical modeling of multi-chip white LEDs,” Opt. Express 15, 7572-7577 (2007).
[22] H. Ries and A. Rabi, "The edge ray principle of nonimaging optics," J. Opt. Soc. Am. 11, 2627—2632 (1994).
[23] P. T. Ong, J. M. Gordon, A. Rabl, and W. Cai, “Tailored edge-ray designs for uniform illumination of distant targets,” Opt. Eng. 34, 1726–1737 (1995).
[24] H. Ries and R. Winston, Tailored edge-ray reflectors for illumination," J. Opt. Soc. Am. A 11(10),1260-1264 (1994).
[25] Parkyn, William A, Pelka, David G, "New TIR lens applications for light-emitting diodes, " Proc. SPIE 3139, 135-140 (1997).
[26] W.A. Parkyn, P.L. Gleckman, D.G. Pelka "Converging TIR lens for nonimaging concentration of light from compact incoherent sources," Proc. SPIE 2016,78-86 (1993).
[27] 彭偉捷, “高功率LED之歐規汽車近光燈設計,” 中央大學光電所 (2003).
[28] M. Krijn, B. Salters, and O. Willemsen, “LED-based mini-projectors,” Proc. SPIE 6196, 619602 (2006).
[29] J. M. Gordon, P. Kashin, and A. Rabl, "Nonimaging reflectors for efficient uniform illumination," Appl. Opt. 31, 6027-6035 (1992).
[30] J. F. Van Derlofske, M. McColgan, White LED sources for vehicle forward lighting, Rensselaser Polytechnic Institute, New York, (2002).

指導教授

孫慶成(Ching-Cherng Sun)

審核日期

2008-7-18

推文