LightTools的荧光粉模拟：建立准确的白光LED模型（上）

发射光的波长会比被吸收光的波长还长，并可由荧光粉发射光的波长定义出发射光谱。发射光谱为被吸收光的波长的函数，一般而言不会有很大的改变，图4为LightTools中荧光粉的预设发射光谱。

图4.LightTools预设的发射光谱

被吸收的能量中未转换为发射光谱的部分，会转换为热或其他非辐射的形式，热能部分为Stoke's Shift，以
表示，非辐射能量则以
表示，如式子4所示。

式子4：
 

将式子4代入式子3，则可得出完整的能量平衡方程式，如式子5。

式子5：
 

LightTools模拟结果为瞬时能态的准确呈现，但实际上，能量会随时间而变化，所以此文章中，将以非时变的功率（Power,
），取代随时变的能量（Energy, E），其中，功率为单位时间内的光能。进行取代后，式子5将更改如式子6：

式子6：
 

LightTools中的荧光粉

LightTools提供仿真荧光粉的功能，可藉由在自定义材料中加入悬浮的荧光粉粒子来进行荧光粉的模型建构。但需注意的是，必须有进阶物理模块的授权，才能在LightTools中使用或是建立荧光粉材料。若您没有进阶物理模块的授权，请来信opt@cybernet.sh.cn联络，以了解模块授权的进一步信息，。

在LightTools中需要设定多项的参数，才能建立一个准确的荧光粉模型，若要了解每一项须设定的参数，可以先考虑光线追迹时的能量平衡。LightTools会在材料中进行光线传播，直到光线离开材料或是击中荧光粉粒子，而因为LightTools是以随机的方式进行光线模拟，因此也是以机率的方式决定每一条击中荧光粉粒子的光线的能量平衡。

光线追迹的功率平衡

考虑一条具有功率φ0、波长λ0的光线，进入荧光粉材料。在材料内的传播过程中，会依荧光粉粒子间的平均自由程决定未击中荧光粉的平均距离，另外，也可在LightTools中定义材料内惰性粒子的平均自由程，LightTools也会依此定义自动地计算击中惰性粒子的机率。若光线击中惰性粒子，则会依惰性粒子散射强度函数来决定散射分布。