蓝光-荧光粉-白光LED的模拟
我们日常所用的白光LED，比如手电筒、电视背光、家用灯具的LED，基本都是用蓝光LED激发黄色荧光粉混合形成白光。那这个过程光学仿真要怎么做呢？这是知乎第九篇文章，就来谈谈怎么用lighttools仿真白光LED。
先建立一个长宽均为1mm厚度0.3mm的方形片状体光源，这就是我们的蓝色LED的芯片DIE。在光源前面10mm处建立探测器，长宽都是5mm，mesh划分100X100。
蓝光LED顾名思义，要发蓝色的光，因此我们把光谱设定为蓝色，其光谱分布如下所示：
蓝光LED的光功率默认为1W，设定追迹光线数目为1000万，进行追迹后，其光强分布以及颜色图分别如下所示：
建立凹槽，深度1mm，长和宽都是3mm，表面设定为反射，反射率设为80%，这个反射槽的目的是为了提升光能利用率，如图所示：
在槽内建立一个长宽都是2.99mm厚度0.99mm的物体，把蓝光led包裹在里面，如下图红色部分，这个就是我们的荧光粉层，为了保证荧光粉和蓝光DIE充分接触，需要设置immersion，把蓝光DIE浸没在荧光粉里面：
现在要对荧光粉层建立荧光材料phosphor，添加particle设定为荧光粉phosphor，会自动带出来Mie散射，如下设定Mie的参数，包括颗粒密度以及颗粒大占比：
为了建模方便起见，对phosphor设定为固定折射率1.6，在mie散射下面有三个光谱需要我们定义：
excitation spectrum：说的意思是不同波长蓝光的激发效率，表示绝对的转化效率，由于stokes shift和quantum yield（量子效率）的影响，激发效率肯定是小于1的。
emission spectrum：发射光谱的相对分布，实际光谱会收到激发光的温度、功率等影响：
absorption spectrum：吸收光谱，若吸收系数为1表示全部被吸收了，若吸收系数为0表示该光没有被吸收，一般而言被吸收的光都转化为了热。
这些设定好之后，我们跑光线追迹看看效果，由于荧光粉单位厚度的激发特性是一定的，因此厚度对激发效果会产生显著的影响，但厚度不足的时候，明显出色射光的颜色偏蓝，但厚度太大了，出射光的颜色又偏黄了。
但加粗样式是我们看到所有的结果里面，颜色都不均匀，这是因为DIE发光角、荧光粉的Mie散射影响、反射槽的反射影响，实际上LED在荧光层外面还会加硅胶，硅胶里面添加扩散粉进行均匀化处理。