論文の概要: Playing Ping Pong with Light: Directional Emission of White Light
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2111.15486v1
- Date: Tue, 30 Nov 2021 15:20:30 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2021-12-01 18:28:09.164397
- Title: Playing Ping Pong with Light: Directional Emission of White Light
- Title（参考訳）: ピンポンを光で演奏する:白色光の指向性発光
- Authors: Heribert Wankerl and Christopher Wiesmann and Laura Kreiner and Rainer
Butendeich and Alexander Luce and Sandra Sobczyk and Maike Lorena Stern and
Elmar Wolfgang Lang
- Abstract要約: また,白色LED上に設計した多層薄膜は,前向きに発光する純白色光のパワーを増大させることを示した。
白色光の配向性向上のメカニズムを解明するための多層薄膜の光学特性の検討
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 48.7576911714538
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/
- Abstract: Over the last decades, light-emitting diodes (LED) have replaced common light
bulbs in almost every application, from flashlights in smartphones to
automotive headlights. Illuminating nightly streets requires LEDs to emit a
light spectrum that is perceived as pure white by the human eye. The power
associated with such a white light spectrum is not only distributed over the
contributing wavelengths but also over the angles of vision. For many
applications, the usable light rays are required to exit the LED in forward
direction, namely under small angles to the perpendicular. In this work, we
demonstrate that a specifically designed multi-layer thin film on top of a
white LED increases the power of pure white light emitted in forward direction.
Therefore, the deduced multi-objective optimization problem is reformulated via
a real-valued physics-guided objective function that represents the
hierarchical structure of our engineering problem. Variants of Bayesian
optimization are employed to maximize this non-deterministic objective function
based on ray tracing simulations. Eventually, the investigation of optical
properties of suitable multi-layer thin films allowed to identify the mechanism
behind the increased directionality of white light: angle and wavelength
selective filtering causes the multi-layer thin film to play ping pong with
rays of light.
- Abstract（参考訳）: 過去数十年間、発光ダイオード(LED)は、スマートフォンの懐中電灯から自動車のヘッドライトまで、ほぼすべてのアプリケーションで一般的な電球を置き換えてきた。
夜間の街路を照らすには、人間の目には真っ白な光スペクトルを発光させる必要がある。
このような白色光スペクトルに関連するパワーは、寄与する波長だけでなく、視覚の角度にも分布する。
多くの用途において、使用可能な光線はledを前方に、すなわち垂直に小さな角度で離す必要がある。
そこで本研究では,白色led上に特異的に設計された多層薄膜が,白色光を前方に放射するパワーを高めることを実証する。
したがって、推定された多目的最適化問題は、工学問題の階層構造を表す実数値物理誘導目的関数によって再構成される。
レイトレーシングシミュレーションに基づく非決定論的目的関数を最大化するためにベイズ最適化の変数を用いる。
最終的に、適切な多層薄膜の光学特性の研究により、白色光の方向性の増大の背後にあるメカニズムを特定できるようになった: 角度と波長選択的フィルタリングにより、多層薄膜はピンポンを光線で演奏する。
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