Mixed-level optical simulations of light-emitting diodes based on a combination of rigorous electromagnetic solvers and Monte Carlo ray-tracing methods
厳密な電磁界ソルバとモンテカルロ光線追跡法の組み合わせに基づいたLEDの混合レベル光学シミュレーション

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Mayank Bahl,a,* Gui-Rong Zhou,b Evan Heller,a William Cassarly,b Mingming Jiang,a Robert Scarmozzino,a G. Groot Gregory,c Daniel Herrmanna
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過去20年にわたり、LED設計を改善するために非常に多くの研究がなされてきました。複雑化しつづける設計はコンピュータシミュレーションの使用を必要とし、これによってLED性能を改善するためのたくさんの知見が得られました。シミュレーションは、設計が焦点とするものと問題のスケールによって、FDTD法やRCWA法といった厳密な電磁波光学に基づいた手法またはモンテカルロ光線追跡といった光線光学に基づいた手法が用いられます。前者は主としてLEDダイオードのナノ構造のモデリングに用いられます。後者は封入構造やダイオード配列、裏面反射、蛍光体による波長変換などのモデリングに用いられます。本論分では混合レベルのシミュレーションによるアプローチを提示します。これにより電磁波レベルと光線レベルのツールが統合されます。このアプローチは厳密な電磁波ベースのツールを、ナノ構造のダイの特性を導き、双方向散乱分布関数と遠方界の強度の角度分布を生成するために使用します。そしてこれらの特性値を光線追跡シミュレーターで用いることで総合的な性能を得ることができます。このような混合レベルのアプローチは LEDの偏光を含む光学特性の総合的なモデリングを可能にします。さらにこのアプローチは、個別のモデリングツールを単独で使用した場合よりも正確なシミュレーション結果を得ることができる可能性を持っています。

使用ツール
照明設計解析ソフトウェア LightTools

 

 


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