1 中国科学院重庆绿色智能技术研究院 集成光电技术研究中心, 重庆 400714
2 中国科学院上海技术物理研究所 红外探测与成像技术重点实验室, 上海 200083
基于精确的LED光源近场模型, 提出了一种LED光学扩展量测量方法.通过追迹LED近场光源模型中的光线数据, 可获得LED光功率关于光学扩展量的关系曲线, 直观反映出LED光源的光学扩展量特性和光能利用率等信息.以紫外曝光系统中的UV-LED阵列面光源为例, 对三款不同型号的UV-LED进行了实际测量.通过测量得到的光学扩展量和光能利用率曲线, 可以对UV-LED的光束质量作出判断, 并为阵列面光源的优化设计提供帮助.
非成像光学 光学扩展量 光源近场 发光二极管 光学设计 Non-imaging optics Etendue Light source near-field Light-emitting diode Optical design
深圳大学光电子器件与系统教育部/广东省重点实验室, 广东 深圳 518060
为了解决环形交叉路口的照明问题，基于非成像光学的光学扩展量守恒理论，提出了一种产生环形光斑透镜的方案。该方案对单个透镜和透镜阵列进行设计，并利用TracePro软件对其进行模拟，结果均能得到环形光斑。对于单个透镜，随着光源尺寸的增大，目标照明面的照度均匀性降低，光能利用率基本保持不变，当发光二极管（LED）光源尺寸为5 mm×5 mm时，目标照明面的照度均匀性为86.5%，光能利用率为90.3%。对于3种透镜阵列，通过设置合适的初始参数，得到目标照明面的照度均匀性在91%以上，光能利用率均在90%以上，符合道路照明设计标准。
光学设计 光学扩展量 透镜 照度均匀性 激光与光电子学进展
2016, 53(7): 072202
1 防化研究院, 北京 102205
2 杭州电子科技大学 通信工程学院, 杭州 310018
基于边缘光线原理和光学扩展量守恒思想, 结合复合抛物面聚光器和轴对称自由曲面透镜, 设计并研制了大功率发光二极管扩展光源的反射/折射准直器.运用Tracepro软件对系统进行光束追迹模拟仿真和实验, 研制出均匀光斑的光辐射模拟器.模拟器输出发散角为±12°光束, 测量距离出射面50 cm处光屏的光斑, 在尺寸为14 cm× 14 cm的光照范围内, 测得光斑水平方向中心线上的光度均匀度优于4.1%, 竖直方向中心线上的光度均匀度优于3.8%.
光源与照明 LED扩展光源 光学扩展量 复合抛物面聚光器 自由曲面透镜 均匀度 发散角 Light sources and lighting Extended LED source Optical etendue Compound parabolic concentrator Freeform lens Uniformity Divergence angle
1 上海电机学院电子信息学院, 上海 200240
2 华东师范大学信息科学与技术学院, 上海 200062
3 上海公安三所刑侦事业部, 上海 200031
激光显示消散斑问题是激光显示的重要研究课题,是阻碍激光显示真正实用化的一个关键难题。综述了国内外已有的消散斑方案的优劣以及可行性,并重点分析了双屏幕振动消散斑方案。在此基础上,提出了新的三种理论消散斑方案:铁电液晶消散斑,波导扰动光纤消散斑和旋转散射片消散斑。
激光显示 强度 拉曼 布里渊 光学扩展量 铁电液晶 laser display intensity raman brillouin etendue ferroelectric liquid crystal
二次光学元件是LED照明灯具的关键组成部分，其决定了灯具的光学效率和配光特征。依据斯涅尔定律、边缘光线原理、光束扩展度守恒等原理，根据照明灯具在X、Y方向的非对称配光的要求，提出一种复合曲面的数值设计方法，建立起LED 光源出射光线的角度与照明平面上的照明点的坐标的对应关系。根据对应关系迭代计算出复合曲面上其他点的空间坐标，把点坐标值导入CAD软件进行曲线重构，结合中间的凸透镜，就可以建立全反射复合曲面透镜的三维实体模型。在光学软件中对三维实体模型进行照明模拟，结果表明: 通过复合曲面二次光学透镜作用于LED，可以在路面上形成均匀照明的矩形光斑。
应用光学 二次光学透镜 复合曲面 光束扩展度守恒 边缘光线原理 applied optics secondary opticical lens compound surface etendue conservation edge-ray principle
1 中国科学院,长春光学精密机械与物理研究所,光学技术中心,吉林,长春,130033
2 南开大学,现代光学研究所,天津,300071
提出了一种新型离轴照明系统,它由一个半球-椭球型反射镜、一个双曲面反射镜和一个倾斜的匀光杆组成.半球-椭球型反光镜收集灯弧发出光能,双曲面反光镜将光束再次聚焦到匀光杆的前端面.用LightTools软件建模的结果显示,当光调制器尺寸为1.4或1.3 m时,在满足高均匀性的前提下,光收集率能够提高20%.
反光镜 照明系统 投影显示 光学扩展量 收集率 Reflector Illumination system Projection display Etendue Collection efficiency
