Подскажите, правильна ли идеология расчета яркости белого светодиода.

[EgorBogat]

Подскажите, возможно ли такое.

Энергетическую яркость светодиода рассчитывают так: Le=4*Pe/(Pi*d^2*sin^2(fi)), где Pe – мощность излучения, d – диаметр линзы светодиода, fi – угол излучения светодиода на уровне 0,5.

Излучение белых светодиодов имеет 2 явно выраженных максимума в спектре.

Так если взять и использовать эффективные интервалы длин волн: взять два диапазона длин волн (считая, что в каждом диапазоне излучение постоянно и равно максимальному значению) и рассчитать значение энергетической яркости в каждом эффективном диапазоне длин волн. Предполагается, что график зависимости интенсивности излучения от длины волны представлен математически.

Я рассчитал, получилось, что в каждом из эффективных диапазонах длин волн значение энергетической яркости больше (на 15-20%) чем значение яркости во всем спектральном диапазоне (значение, рассчитанное по вышеприведенной формуле).

Подскажите, может ли вообще такое быть? Правомерно ли так вообще делать?

Стало быть, если взять 2 светодиода одинаковом мощности излучения, но с разным спектральным диапазоном, то их энергетические яркости будут различны???!!!

[Bomzh]

Сдается мне Вы чего-то напутали...
Рассчитанная яркость для максимума в спектре физически не может превышать суммарной яркости, поскольку поток на длине волны максимальной интенсивности излучения входит в состав полного (суммарного) потока излучения светодиода. Это видно даже по Вашей формуле.
Кстати, если можно, приведите порядок ее выведения. Что-то тревожит меня выражение "fi – угол излучения светодиода на уровне 0,5"...

взять два диапазона длин волн (считая, что в каждом диапазоне излучение постоянно и равно максимальному значению)

Что Вы имеете ввиду? Взять диапазон волн и приравнять все интенсивности в нем к пиковой? Тогда не мудрено что результирующая яркость вырастет на 15-20%...

Стало быть, если взять 2 светодиода одинаковом мощности излучения, но с разным спектральным диапазоном, то их энергетические яркости будут различны???!!!

Если взять два одинаковых светодиода с одинаковыми суммарными энергетическими потоками но с различным спектром излучения, то полные энергетические яркости будут все равно одинаковыми.
Это следует из Le=Ie/A, где А - площадь проекции источника излучения (в данном случае просто площадь излучающей поверхности светодиода).
Яркость будет разной только для конкретных диапазонов спектра с различными интенсивностями на одних и тех же длинах волн.

Есть еще одна мысль, но для ее развития необходимо знать для чего Вам этот расчет и откуда данные (от производителя, измерительной лаборатории или теория).

P.S. Коллега, Вы же аспирант, постарайтесь более четко формулировать вопрос, - легче будет отвечать! Ну и конечно же иллюстрации не помешают

[EgorBogat]

=> Рассчитанная яркость для максимума в спектре физически не может превышать суммарной яркости, поскольку поток на длине волны максимальной интенсивности излучения входит в состав полного (суммарного) потока излучения светодиода.

Ответ: я пользуюсь эффективными величинами. Представьте себе распределение интенсивности светодиода (пусть это - гауссоида). Имеется максимум, все излучение сосредоточено в спектральном интервале. Взять интеграл по длинам волн и получить силу излучения а далее яркость. Но для простоты можно найти такой спектральный интервал (он гораздо меньше прежнего) и принять, что в этом интервале интенсивность постоянна и равна максимальномк значению (интеграл - произведение макс значения интенсивности и эффективного диапазона длин волн). И интегралы равны.


=> Что-то тревожит меня выражение "fi – угол излучения светодиода на уровне 0,5"

Ответ: эта формула известна, угол излучения берется на уровне 0,5, что-то сейчас не вспомнить, откуда это все появилось...


=> Если взять два одинаковых светодиода с одинаковыми суммарными энергетическими потоками но с различным спектром излучения, то полные энергетические яркости будут все равно одинаковыми.

Ответ: суммарная ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ яркость останется постоянной (закон сохранения энергии) - это я согласен.


=> Яркость будет разной только для конкретных диапазонов спектра с различными интенсивностями на одних и тех же длинах волн.

Ответ: я это и спрашивал. у меня по расчетам получилось, что если взять и сосчитать энергетическую яркость в эффективном диапазоне длин волн (в этом диапазоне интенсивность максимальна), то она БОЛЬШЕ энергетической яркости во всем спектральном диапазоне... ТАКОЕ ВОЗМОЖНО вообще???

Для чего мне это нужно? в диссертации хочу показать, что выгоднее использовать не все излучение белого светодиода, а только его часть (2 спектральных диапазона)...

[Bomzh]

Пожалуйста, выложите эти расчеты с изображениями или пришлите мне на почту Bomzh_85(собачка)mail.ru

[EgorBogat]

Сообщение от Bomzh

Пожалуйста, выложите эти расчеты с изображениями или пришлите мне на почту Bomzh_85(собачка)mail.ru

На почту Вам скинул

[Bomzh]

Теперь идеология ясна.
Но все так же не понятен смысл последней формулы.
Какое значение Вы подставляете для "угол излучения ПИД на уровне 0,5"? Это угол раскрытия пучка излучения?
Попробовал посчитать по формулам из справочника и получил значение ~ в половину меньше чем по Вашей формуле.

[EgorBogat]

Сообщение от Bomzh

Теперь идеология ясна.
Но все так же не понятен смысл последней формулы.
Какое значение Вы подставляете для "угол излучения ПИД на уровне 0,5"? Это угол раскрытия пучка излучения?
Попробовал посчитать по формулам из справочника и получил значение ~ в половину меньше чем по Вашей формуле.

последняя формула не моя - хотя она достаточно известна (труды Цуккермана и Великотного) попробую на кафедре найти первоисточники, если интересно...

скажите пожалуйста, а вот все, что до формулы (расчеты) к ним есть возражения - меня они по большейц части интересуют

а какие расчеты Вы делали??? что за справочник???

[Bomzh]

Сообщение от EgorBogat

последняя формула не моя - хотя она достаточно известна (труды Цуккермана и Великотного) попробую на кафедре найти первоисточники, если интересно...

скажите пожалуйста, а вот все, что до формулы (расчеты) к ним есть возражения - меня они по большейц части интересуют

В принципе к расчетам до этой формулы возражений нет. С распределением Гаусса я не сталкивался, но в общем все выглядит логично с математической точки зрения.

Вы выделяете два диапазона спектра, для каждого определяете эффективный диапазон (интенсивность на каждой длине равна максимальной для этого диапазона, что похоже на концентрацию излучения всего диапазона на узком участке длин волн), определяете эн.яркость этих диапазонов. Сумма двух эн.яркостей должна (как я понял) быть равной суммарной эн. яркости всего спектра излучения данного СД.
В результате получаем модель, из которой следует что лучше изготавливать СД с излучением в узких диапазонах (эффективных), в данном случае один - часть излучения кристалла и второй - часть излучения того же кристалла, преобразованная люминофором:

Для чего мне это нужно? в диссертации хочу показать, что выгоднее использовать не все излучение белого светодиода, а только его часть (2 спектральных диапазона)...

Но ведь получится полосатый спектр вместо сплошного, такого желаемого для освещения. В чем улучшение?

а какие расчеты Вы делали??? что за справочник???

Справочник - Айзенберг, раздел "Энергетическая и световая система величин" - истоки светотехники.

[EgorBogat]

Сообщение от Bomzh

Но ведь получится полосатый спектр вместо сплошного, такого желаемого для освещения. В чем улучшение?

никакого полосатого спектра не получается, спектр сплошной, каким ему быть и надо...
просто ТОЛЬКО ДЛЯ РАСЧЕТА принимается спектр полосатым...

вот только меня до сих пор смущают расхождения в расчетах до 20 %...

[Bomzh]

Попробуйте пересчитать по формуле
[Только зарегистрированные пользователи могут видеть ссылки. Регистрация!]
где r - радиус излучающей поверхности диода, альфа - угол раскрытия пучка (в даташите на NSPW500BS он составляет примерно 40 градусов)
Она выведена из неоспоримых. Посмотрим что получится

[MDenis]

Вот здесь тоже неплохо все расписано: [Только зарегистрированные пользователи могут видеть ссылки. Регистрация!]
Но по мне, так это небольшое лукавство. Ведь. в конечном итоге, речь идет не о том что бы получить максимальное число люмен с ватта, а наиболее "естественный" свет. Поэтому светиодод на "двух пиках" будет очень эфективным, но с минимальной цветопередачей.
Именно поэтому "теплобелые" светодиоды, в полтара раза дороже "холоднобелых" при той же светоотдаче.