1 华南理工大学 材料科学与工程学院， 广东 广州 510640
2 华南理工大学 发光材料与器件国家重点实验室， 广东 广州 510640
针对目前植物照明灯具混光混色均匀度差、难以满足植物工厂高效生产作物产品的问题提出了一种高均匀度的植物面光源的设计方案。利用一种棱锥状的光学元件将LED发出的光线划分为透射、反射和直射3部分，增加了光线的耦合程度，进而提高了出光面上的混光和混色均匀度。进一步采用照度均匀度代替光量子通量密度的均匀度并且联同混色均匀度作为考察指标，利用Taguchi方法设计并进行实验，研究不同因子对光源均匀度的影响，得出实验结果后进行优化，最终获得了一个照度均匀度为92.13%、混色均匀度为89.72%的植物照明面光源。
植物工厂 植物光源 混色均匀度 光学设计 LED LED plant factory plant source mixing uniformity optical design
1 华南理工大学 材料科学与工程学院, 广州 510640
2 华南理工大学 发光材料与器件国家重点实验室, 广州 510640
3 华南师范大学 美术学院, 广州 510631
为了设计更好的LED平板灯光学结构, 解决现存的直下式LED平板灯厚度大, 光源密度大的缺点, 提出了两种兼具反射、投射作用的混光元件结构：椎台结构和半球型结构, 并将其应用于超薄直下式LED平板灯的设计, 以增加光线的耦合距离来提高出光均匀度.借助Tracepro软件研究两种不同结构混光元件应用于LED平板灯时的出光均匀度和光效率, 运用Taguchi方法设计实验进行研究.结果表明, 带有棱锥型结构元件的灯具均匀度达到95.42%, 光效率达到92.72%, 而带半球型结构元件灯具均匀度达到97.67%, 光效率达到92.65%, 其均匀度高于棱锥结构的原因是棱锥形状混光元件反射面的定向反射导致光线方向过于集中.
混光元件 平板灯 光均匀度 几何光学 Light mixing component Panel light LED LED Tracepro Tracepro Taguchi Taguchi Light uniformity Geometrical optics
