2.1.2光学分析

　　光是一种电磁波，电磁波从光密介质到光疏在介质表面形成折反射，折射和反射的能量关系与材料折射率和入射角度有一定关系，但是遵循能量守恒定律，入射光线能量=折射光线能量+反射光线能量。以折射率n=4/3的透明介质为例，其反射率R有如下关系，如图2所示：

　　图2 可见光反射系数随日入射角的变化[1]

　　其中 是发生全反射时候的临界入射角，在入射角从0逐渐增大的过程中，反射光的能量逐渐增强，折射光的能量逐渐减弱，但这一趋势比较缓和，当入射角接近临界角时，折射光的能量将迅速减弱至0，发生了全反射。因此从光线射出最大化的角度考虑，LED光线从胶体射出时以垂直于胶体表明为最佳，(a)的球体型结构符合这一要求，位于球心部位的发光体发出的光能够按照近似垂直于胶体的角度射出，这是其具有更高光效的主要因素。

　　用Tracepro仿真(a)和(b)两种结构的LED光萃取效率，为了验证其光学系统效率差别，选取单色光LED芯片不添加荧光粉。如图3所示，在Tracepro中做LED仿真分析。

　　其他条件：硅胶折射率n=1.5

　　支架反射系数R=0.95

　　芯片一共发出光线100lm(在胶体包裹的情况下)。

　　图3 Tracepro仿真照明级LED器件(a)的发光示意图

　　通过仿真得出：

　　(a)LED，射出光通量为：95lm，如图4(a)所示：

　　(b)LED，射出光通量为：85.3lm，如图4(b)所示：

　　(a) (b)

　　图4 (a)LED和(b)LED的输出光通量