在照明之應(yīng)用領(lǐng)域中使用LED已是司空見慣的現(xiàn)況，包含指示燈、手機(jī)顯示器、平板計算機(jī)及電視。因LED提供高效率、低能耗、高可靠度、高顯色性及體積小等對上述應(yīng)用之重要條件。

由于LED的非相干性，使得數(shù)值模擬無法有效地被應(yīng)用。因為多數(shù)的傳統(tǒng)模擬技術(shù)是以直接或推導(dǎo)解麥克斯韋方程式為基礎(chǔ)，因此無法有效地處理非同調(diào)光。此外，因LED具界面多重、材料新穎、結(jié)構(gòu)特殊、表面粗糙、色散及利用格柵增強(qiáng)效率等條件，使得其光學(xué)設(shè)計更加地復(fù)雜。

此文介紹參考文獻(xiàn)1中如圖1所示之3D GaN-based 結(jié)構(gòu)之LED仿真，此LED于上方蝕刻六角排列之光子晶體（Photonic crystal, PhC）。

 

圖1：圖案式LED結(jié)構(gòu)。圖—a)截面、b)光子晶體（PhC）及c)RSoft CAD中建立之結(jié)構(gòu)。

圖1c所示之結(jié)構(gòu)由光子晶體對象所組成，而光子晶體利用動態(tài)縮放數(shù)組、PEC邊界及內(nèi)建材料數(shù)據(jù)庫之GaN材料特性所建立。

在前兩組模擬中使用單波長之連續(xù)波（CW），分別設(shè)定具光子晶體及無光子晶體（平面），遠(yuǎn)場之模擬結(jié)果如圖2所示。 

圖2：遠(yuǎn)場計算之結(jié)果—a)光子晶體范例及b)平面范例。

接著進(jìn)行的兩組模擬則使用具一波長范圍之脈波，遠(yuǎn)場結(jié)果如圖3所示，光萃取率則如圖4所示。

 

圖3：脈波模擬之結(jié)合遠(yuǎn)場圖—a)光子晶體范例及b)平面范例。