LED模拟效率改善方法：二维径向优化

因此，为节省模拟时间与提高效率，一个可以简化模拟过程的近似被开发出来。这个简化的近似就是二维(2D)模拟。这种将三维模拟简化至二维的近似适用于许多光学模型，而其中以LED这种具有圆对称性的模型更为适合。

然而，如图5所示，一般的二维简化完全地改变了整个模型。该模拟中将一个常用于改进光萃取率的光子晶体结构，简化成一维的光栅结构。更重要的是，它将点光源转换成线光源。最后，该简化造成二维模拟与三维模拟有很不一样的结果。

 

图5

有鉴于此，二维模拟的简化需要建筑在「径向简化」上。常被使用的光子晶体表面结构，不论是六角柱或是晶格排列，都可视为圆状的布拉格光栅。布拉格光栅会在平面方向上产生一个能隙，迫使电磁场往外传递，提高光萃取率。因此，二维的径向简化模拟与实际问题较为符合，如图6所示。

 

图6

为了确认该简化假设是否能成立，三种不同的模拟方法被测试于平面结构LED之萃取率曲线。分别为：二维线坐标简化、二维径向简化与三维模拟。如图7所示，二维径向(2D Radial)的结果与三维(3D)模拟结果吻合，而二维线坐标(2D)则如前述，与实际三维结果相差甚大。

 

图7