1、基于大功率發(fā)光二極管（LED）的半導體照明被認為是取代傳統(tǒng)照明光源的新型節(jié)能照明光源，正受到日益廣泛的關注和研究。大功率LED封裝技術是實現(xiàn)LED從芯片走向最終照明應用產(chǎn)品的關鍵環(huán)節(jié)，涉及光學、熱學、電學、力學、材料、工藝和設備等諸多領域。作為一種光電器件，光學性能是衡量大功率LED封裝技術的最直接的指標，關系到LED是否節(jié)能，是否具有替代傳統(tǒng)光源的高品質照明效果。因此，利用仿真設計優(yōu)化封裝結構，提高LED的光學性能正成為目前研究的熱點

2、。封裝結構的優(yōu)化設計與封裝制造工藝相關，解決現(xiàn)有封裝工藝中的關鍵問題并利用優(yōu)化的封裝結構，開發(fā)新的工藝方法，對于實現(xiàn)LED的高光學性能至關重要。本文圍繞大功率LED封裝的光學仿真設計和制造工藝中的若干關鍵問題進行了研究并取得了以下成果：
　　 對大功率LED芯片中各層材料的光學參數(shù)進行了系統(tǒng)的分析和總結，將粗糙表面引起的光散射引入芯片的光學建模，通過裸芯片和封裝后芯片的仿真結果與實驗結果的比較，確定了LED芯片的精確光學模型和相

3、應的仿真計算方法，將芯片的取光效率和光強分布的模擬準確度提高到95％以上。同時，對于表面粗化的LED芯片的仿真模型進行了探索性研究，解決了表面粗化芯片的光學建模問題。
　　 將Mie散射理論用于YAG熒光粉的光散射和吸收特性的理論計算，開發(fā)了用于熒光粉光散射和吸收特性的雙積分球測試系統(tǒng)，制備了厚度均勻的熒光粉薄膜并對其進行了光學測試，然后將理論計算結果和光學測試結果進行了對比驗證，通過光線追跡方法對理論計算結果進行了修正，并提出

4、了適用于白光LED的熒光粉光學參數(shù)的修正Mie計算方法，最后利用Mie理論對不同形貌的熒光粉的光散射和吸收特性進行了探索性研究。
　　 基于芯片的精確光學模型和熒光粉的準確光學參數(shù)，開發(fā)出適用于大功率白光LED的封裝仿真方法，并通過實驗驗證了該仿真方法在預測白光LED的光色性能時的準確度，模擬準確度高于95％。在此基礎上，將具有濾光特性的干涉濾光片引入LED的封裝結構中，利用干涉濾光片的選擇性透光和反射效果，設計出一種利用負透鏡

5、表面鍍膜，提高白光LED取光效率的新型封裝結構。
　　 基于開發(fā)的LED封裝仿真方法，對大功率LED封裝工藝中的關鍵工藝-熒光粉涂敷工藝進行了系統(tǒng)的光學仿真研究，發(fā)現(xiàn)了不同熒光粉涂敷方法對白光LED光色性能的影響機制，通過對比，發(fā)現(xiàn)保形涂敷方法的空間顏色均勻度很高，但是在取光效率、產(chǎn)品一致性上較差，采用半球形遠離式涂敷方法不僅可以有效的改善取光效率和產(chǎn)品一致性，同時也能實現(xiàn)空間顏色十分均勻的白光。
　　 對大功率白光LE