光學材料與 LED 光譜穿透模擬器|vitaLED

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vitaLED® × Optical Materials
光學材料與 LED 光譜穿透模擬器
Optical Materials & LED Spectrum Transmission Simulator | PMMA/ABS/矽膠/玻璃/石英
LED 因晶片製程限制,輸出為「波長區間」而非單一波長,光色代碼與區間引自汎得光電特殊波長 LED 規格表。設定 LED 光源、材料種類、厚度與多層結構,計算光線通過材料後的光譜變化。所有計算皆在瀏覽器本機執行,不上傳任何資料。示範材料曲線為「假設模型,非實測規格」,不可作為採購或工程認證依據。
分析範圍與目標波段
分析範圍 下限 (nm)分析範圍 上限 (nm)目標波段 下限 (nm)目標波段 上限 (nm)
計算網格為 200–1100 nm、間隔 1 nm。分析範圍可縮小以聚焦特定區間,目標波段只在分析範圍內計算。
LED 光源通道(最多 8 個):以規格區間定義
快速情境:
    圖表:合成入射光譜
    選擇材料
    資料模式
      圖表:此材料穿透率預覽
      預覽厚度 (mm)
      材料層(光線由上往下依序通過,最多 5 層)
      LED →
      載入範例組合(每層厚度=比較厚度)
        圖表 A:LED 入射與材料後輸出光譜
        圖表 A2:各層與整體有效透射率 T(λ)
        光譜分析指標
        圖表 D:LED 區間內波長位置對保留率的影響
        各材料層對結果的相對影響
        比較設定
        比較厚度 (mm)
        圖表 B 與下方表格皆以「單層、空氣兩側」計算,使用目前「③」的 LED 與目標波段。
        圖表 B:材料穿透率比較
        圖表 C:厚度-穿透率變化
        不同厚度的目標波段保留率 (%)
        多層組合輸出差異(每層厚度=比較厚度)
        敏感度分析(單一參數擾動,對目標波段保留率的影響)
        擾動項目:各啟用層厚度 ±10%、各啟用通道峰值 ±5 nm、各啟用通道 FWHM ±10%。數值為保留率變化(百分點)。
        參數反推:厚度反推
        固定其他層與 LED,求使目標波段保留率等於目標值的某一層厚度。
        參數反推:由單一厚度穿透率反推吸收係數
        工程推薦(依目前 LED 與目標波段,單層比較)
          模型與公式
          S(λ) = A·exp[-(λ-λ₀)²/(2σ²)],FWHM = 2√(2 ln2)·σ;區間包絡:S_ch(λ) = (1/K)·Σ S(λ; λ₀ₖ),λ₀ₖ 均勻分布於 [λ下限, λ上限] T_abs(λ,d) = exp[-α(λ)·d](內部吸收;α 與 d 單位一致,本工具為 mm⁻¹ 與 mm) 單層(含雙面 Fresnel 與非相干多重反射):T = (1-R)²τ / (1-R²τ²),R = ((n-1)/(n+1))²,τ = exp(-αd) T_total(λ) = T₁(λ)×T₂(λ)×…×Tₙ(λ);S_out(λ) = S_in(λ)×T_total(λ) R_band = ∫S_out dλ / ∫S_in dλ × 100%(梯形法,1 nm 取樣)
          三種資料模式
          • A 示範假設模型:以「Urbach 型紫外吸收邊+常數背景+最多兩個高斯吸收帶」產生的操作用曲線,參數為假設值,非任何廠牌或型號的實測規格。
          • B 參數化物理模型:使用者自行設定折射率 n、吸收邊、背景吸收與吸收帶,由 Beer–Lambert 計算任意厚度。適用範圍取決於參數是否來自可靠量測。
          • C 實測光譜數據:使用者貼上或輸入 波長-穿透率。預設只在實測覆蓋範圍內插值;範圍外為「資料不足」;若厚度與實測厚度不同,必須明確勾選「厚度換算假設」才會計算。
          適用限制
          • 串聯乘積屬非相干、線性近似;不含薄膜干涉、相干效應、螢光轉換、散射、角度依存與溫度效應。
          • 多層計算時各層各自以「空氣—材料—空氣」處理,未考慮層間折射率匹配或空氣隙差異。
          • 實測穿透率若已含表面反射,本工具不會再次扣除反射。
          • LED 規格區間引自官網表(白光以色溫定義,未納入);單晶 FWHM 與區間內分布皆為假設(均勻分布);LED 光譜為理想高斯近似,不代表特定元件實測 SPD;相對強度模式只輸出比例與正規化指標,不輸出絕對功率。
          • 本工具不涵蓋機械、熱、化學相容性與老化;「工程推薦」僅依光譜計算結果排序,不能取代實際樣品量測。
          • T+R+A=1 僅在已知反射與散射可忽略或已量測時成立;本工具在示範/參數模型中的 R 為 Fresnel 估算,並非實測。
          輸入安全與欄位限制
          • 所有數值欄位皆有上下限,超出範圍的輸入會被忽略或在離開欄位時修正;非數字、無限大與空值一律拒絕。
          • 下拉選單的值只接受內建清單(光色代碼、材料、模式),其餘一律退回預設值。
          • 實測資料表:波長與穿透率欄位只允許數字、小數點、正負號與 e;波長 100–3000 nm、穿透率 0–100%、不確定度 0–100%;最多 500 列;貼上內容最多 20000 字元、1000 行、每行 200 字元;備註最多 60 字並過濾 < > & 引號與反斜線等字元。
          • 使用者輸入的文字只以純文字方式顯示,絕不當作 HTML 或程式碼執行;不提供檔案上傳,也不連線至任何外部伺服器。
          • 主要上限:分析範圍 200–1100 nm、LED 通道 ≤8、材料層 ≤5、厚度 0.01–100 mm、單晶 FWHM 3–150 nm、折射率 1–4。每次計算前會再次檢查並修正所有狀態值。
          關於本工具

          本工具提供光學材料光譜穿透、LED 光譜模擬、材料穿透率比較(玻璃、PMMA、ABS、矽膠、石英與自訂材料)及特殊波長 LED 光學件選型評估,適用於 UV、可見光與近紅外應用的初步光譜分析。

          工程報告與資料匯出
          匯出內容取自目前計算狀態。PNG 會保留圖表中的「汎得光電 版權所有」浮水印。
          光學材料與 LED 光譜穿透模擬器|汎得光電 vitaLED
          vitaLED · Optical Engineering Tool

          光學材料與 LED 光譜穿透模擬器

          LED 光源發出的光,穿過玻璃、PMMA、ABS、矽膠或石英等材料後,光譜會如何改變?透過互動式 LED 光譜穿透模擬,比較不同波長、材料厚度與多層結構對光線傳輸的影響,協助建立更有依據的光學材料評估流程。

          LED 光譜分析材料透射率比較多層結構模擬工程資料匯出
          WAVELENGTH TRANSMISSION · 光譜傳輸示意
          200 nm · UV可見光1100 nm · NIR
          彩色光帶為概念性視覺示意,並非特定材料的實測光譜。

          為什麼要分析 LED 光譜穿透?

          材料的光學表現不只取決於肉眼看到的「透明」或「不透明」。不同材料對紫外光、可見光與近紅外光的吸收、反射與穿透特性可能不同;厚度、材料參數及層疊順序,也會影響系統最後輸出的光譜分布。這個工具將這些條件整理成可調整、可比較的模擬流程。

          λ

          觀察波長差異

          調整分析波長範圍,檢視 LED 入射光譜與材料後輸出光譜的差異,理解特定波段可能受到的影響。

          T

          比較材料與厚度

          設定材料類型及厚度,查看材料透射率曲線與厚度變化趨勢,作為材料初步篩選的參考。

          ▱

          評估多層光路

          建立最多五層的材料堆疊情境,依光線通過順序觀察多層組合對目標波段保留率的影響。

          ⇄

          並列材料比較

          在相同比較條件下查看不同材料的穿透曲線及厚度—穿透率關係,方便辨識值得進一步驗證的候選方案。

          ⌁

          敏感度與參數反推

          探索單一參數變動對目標波段保留率的影響,並在模型條件允許時,反推符合指定穿透率的厚度或吸收係數。

          ↗

          整理工程分析資料

          可複製工程分析報告與目前參數,並匯出光譜 CSV、主光譜 PNG,方便留存、簡報及後續資料整理。

          支援的光學材料情境

          可從常見透明材料開始建立模型,也可使用自訂材料參數。請注意:材料名稱本身不能代表固定透射率;實際結果會受到材料配方、等級、添加物、表面狀態、厚度與波長範圍影響。

          玻璃Glass
          壓克力PMMA
          工程塑膠ABS
          矽膠Silicone
          石英Quartz
          自訂材料Custom

          四個步驟,建立光譜穿透分析

          設定 LED 光譜

          選擇波長分析範圍與光源頻道,建立入射光譜情境。

          設定材料條件

          選擇材料模式、材料參數、厚度及必要的表面光學假設。

          執行比較分析

          查看輸入/輸出光譜、材料穿透率、目標波段保留率與敏感度。

          匯出並驗證

          複製報告或匯出資料,再依實際材料規格與量測結果驗證模型。

          依資料條件選擇模擬方式

          A

          示意模型

          適合熟悉介面、探索參數與建立概念情境。結果應視為示意估算,不可直接當作特定產品的實測值。

          B

          參數化物理模型

          以設定的材料參數與模型假設估算光譜傳輸,適合進行條件比較與趨勢分析;準確度取決於參數品質及假設是否適用。

          C

          實測光譜資料

          可依工具提供的資料欄位輸入實測數據進行分析。請確認量測單位、波長間距、基準與表面反射是否已包含在數據中。

          工程使用提醒:模擬結果是材料初選與參數研究的輔助,不等同於認證或實測報告。若材料參數缺乏可靠來源、波長超出資料適用範圍,或表面反射與散射效應未被充分描述,結果可能與實際產品不同。重要設計應以材料供應商資料、實際光譜量測與應用條件交叉驗證。

          適用的工程評估方向

          此光學材料透射率分析工具可用於特殊波長 LED 光源與材料的前期搭配研究,例如照明模組窗口、光學外罩、感測器前端材料、透明保護件,以及需要評估紫外光、可見光或近紅外光傳輸的應用。實際適用性仍需依材料等級與工作環境確認。

          常見問題 FAQ

          光學材料與 LED 光譜穿透模擬器可以直接預測實際成品嗎?

          不能單憑模擬結果保證成品表現。結果是依輸入資料及模型假設計算的估算,應使用實際材料規格或量測資料校核。

          PMMA、ABS、矽膠、玻璃與石英的穿透率可以直接互相比較嗎?

          可以建立比較情境,但必須使用一致的波長範圍、厚度、量測基準與合理材料參數。不同配方、等級與添加物可能造成明顯差異。

          為什麼材料厚度會影響 LED 輸出光譜?

          材料對不同波長的吸收與其他光學損失可能不同。厚度增加時,穿透量及光譜形狀可能改變,具體幅度需由材料參數或實測資料決定。

          工具輸出的 CSV 與 PNG 可以用於工程報告嗎?

          可作為分析紀錄、內部討論及報告素材。若用於正式規格承諾、驗證或認證,應註明資料來源、模型模式、假設條件與量測依據。

          汎得光電 vitaLED|特殊波長 LED、特殊光譜與光學材料應用。本文中的光譜示意圖僅用於說明概念,不代表任何特定材料或產品的實測數據。