几何光学

研究了大功率LED作为光源的聚合物光纤（POF）光纤束透镜耦合器原理和设计方法，基于能量补偿和坐标迭代法设计了一种能量均匀分布自由曲面透镜耦合器。透镜耦合器由两个折射曲面和两个反射曲面以及一个环形柱透镜面组成，折射曲面将修正的朗伯光型大功率LED光束中发散角度较小的光线准均匀分配在POF光纤束端面上；反射曲面将LED光束中发散角度较大的光线作为补偿光线进行能量重新分配以提高目标面的照度均匀性，并以光纤束端面的照度均匀性和有效光利用率为优化目标对透镜耦合器结构进行优化设计。光学仿真结果表明，当采用3535规格的LED作为光源时，设计的耦合器可使直径为0.5mm的20×20根POF光纤束端面照度均匀性达到92%，有效光利用率达到71%。

张晓婷, 刘楚嘉, 漆宇, 蔡智辉, 吴逢铁, 庄其仁. LED光源与聚合物光纤束的能量均匀耦合器设计[J]. 光学学报, 2018, 38(2): 1.  复制并引用该论文