ソフトウエア概要

RATRO（RAy Tracing SimulatOr Of Light Propagation）は活性領域からの光伝播、n-, p-コンタクト層、及びウェファー中の光吸収、透過をシミュレートするレイトレーシングモデルで、積分取出し効率、放射パターンを計算します．RATRO 1.2は SpeCLED 内で使用します．RATRO にはシミュレーションに必要な使用者の労力の最小化を目指したグラフィカルユーザインターフェース(GUI)があります．使用者はダイ材料バルク、及び表面の光学物性の指定、計算の実行、計算結果の保存を、GUI を介して行えます．

Fig.　1.　活性領域光輻射２D分布

Fig.　2.　素子パラメータの設定

シミュレーションの進展はシミュレーションモニターウィンドウにて視覚的にモニターできます．全てのレイがトレースされると計算は自動的に終了します．計算結果の中断、結果の中途保存も可能です．

Fig.　3.　LEDダイからの光取出し

光伝播分布の計算から光取出し効率、各素子面の取出し比率、素子内でのエネルギー損失が計算されます．計算結果はASCIIファイル（*.cgs）に保存され、付属の可視化ツール、SimuLEDView にて可視化できます．SimuLEDView は積分光取出し効率、近傍界光強度３D分布、近傍界、遠方界領域光強度２D分布、放射パターン等を出力します．さらに２D分布を bmp イメージフォーマットにて、又は選択した線分の抽出１D分布をテキストテーブルフォーマットにて保存可能です．

Fig.　4.　LEDダイからの光取出し

RATROは活性領域からの光伝播、n-, p-コンタクト層、ウエファー中の光吸収・透過をシミュレートするレートレーシングモデルで、積分光取出し効率、放射パターン等を計算します．

• 活性領域輻射は全光強度、放射パターンが活性領域両面(上面と下面)で等しくなる対称とします．
• 活性領域は放射角分布が Lambert の余弦則に従う Lambert 表面と仮定します．
• 活性領域輻射は単色光とします．輻射波長は各材料の屈折率を考慮し決定します．
• 光伝播中の偏光は考慮しません．
• 素子表面上の反射・屈折による拡散角分布は Lambert の余弦則に従います．
• 金属電極上の光透過・反射比率は使用定義の透過・反射係数に従います．
• GaN/ウエファー/周囲境界反射は入射角が全内部反射角を越えない限り、透過・反射係数の角度依存を無視した単純モデルを使用します．
• SpeCLED で生成したデータの読込、光学パラメータの指定、シミュレーションの実行とモニター、結果の可視化はグラフィカルユーザインターフェース（GUI）, SimuLEDView 可視化ツールを介して行われます．