Перечислим пять основных способов получения белого света с помощью светодиодов (далее СИД) и фотолюминофоров:
Синий, зеленый и красный СИД
Синий и желтый СИД
Синий СИД + желтый люминофор
Ультрафиолетовый СИД + синий, зеленый и красный люминофор
Ультрафиолетовый СИД + синий и желтый люминофор.
Теоретические расчёты
Проведем расчеты светового потока белого света, генерируемого пятью указанными способами. Зададим суммарную начальную оптическую мощность для всех вариантов 10 мВт.
Для корректности сравнения будем использовать в расчетах монохромные источники излучения с шириной спектра 1 нм и длинами волн, характерными для СИД: ультрафиолетовый - 395 нм, синий - 470 нм, зеленый - 525 нм, желтый - 575 нм, красный - 630 нм.
Для вариантов с люминофорами примем коэффициент перекрытия спектров излучения СИД и возбуждения люминофора и КПД люминофора равным равным единице (т.е. будем считать люминофор идеальным). Ширину спектра излучения люминофора примем равной 1 нм.
Порядок расчетов следующий: по спектрам источников определяем световую эффективность и балансировочные коэффициенты для каждого источника (для белого света Е). Затем по этим данным рассчитываем оптическую мощность по цветам. Для вариантов с люминофорами учитываем квантовые потери. Световой поток определится как произведение оптической мощности на световую эффективность.
Результаты расчетов представлены в таблице
Результаты вполне предсказуемы. Два источника света лучше трех (оставляя за скобками качество белого света). Без люминофоров лучше, чем с ними.
Отметим, что люминофорные варианты, несмотря на менее эффективную светогенерацию вследствие потерь на преобразование, имеют право на жизнь. Это связано с тем, что люминофоры, как источники света, более стабильны по сравнению с СИД.
Как будут обстоять дела при переходе к реальным параметрам СИД и люминофоров? Все зависит от конкретных значений длины волны, ширины спектра, энергетической эффективности (WPE) СИД, КПД люминофора, коэффициента перекрытия спектра и пр. В большинстве случаев световой поток будет меньше теоретических значений, особенно для люминофорных вариантов.
На главную
