一种实现均匀照明的LED反射器设计

LED被越来越广泛的应用于各种照明领域,对其配光的要求越来越高。本文根据非成像光学理论,提出了一种实现LED矩形均匀照明的反射面设计方案。根据LED光源的发光属性和照明面的光强分布建立偏微分方程,利用数值求解法求出自由反射曲面。通过光学软件进行模拟,模拟结果显示照明区域照度均匀度达到85%以上,证明方案是可行的。反射面对光线能量的利用率高,生产加工更加容易,有利于降低生产成本。     

基于LED的自由曲面反射器设计软件研究

针对LED自由曲面反射器设计,建立了光学设计模型。根据光学设计模型,编写了自由曲面反射器设计软件。利用圆形照度均匀分布和矩形照度均匀分布自由曲面反射器设计实例对软件算法进行了验证,其中圆形被照面的照度均匀度达到了0.92,矩形被照面横向照度均匀度达到了0.9,纵向照度均匀度达到了0.8。软件计算时间少于1s,算法是高效可靠的。本软件可用于道路照明、投影设备、重点照明和汽车前照灯等非成像光学设计领域。     

照明光学系统的CAD

照明光学系统的设计与成像光学系统的设计不同，随着计算机的发展，目前已有许多光学设计的软件包出现，但它们都是地对成像光学系统设计的峄予照明系统还是空白，本文针对照明光学系统的计算机辅助设计中要重点解决的问题，按系统结构分成几部分（光源、光学系统、照明面）进行讨论，研究。这些研究将为以后照明系统的设计打下基础。     

基于多椭球反射器的LED汽车近光灯设计

基于大功率LED芯片的类朗伯体发光特性、GB 25991—2010标准要求和非成像光学理论,设计了一套由变截面椭球体反射器、挡板和自由曲面透镜组成的投射式LED前照灯近光系统。采用Monte-Carlo光学追迹法进行仿真分析,并加工了近光灯样件,测试其配光性能。结果表明:由变截面椭球体反射器、斜切角度为17°的挡板和具有能量分配功能的自由曲面透镜组成的LED汽车近光灯有利于形成"水平方向宽,垂直方向窄"的近光光型和清晰的明暗截止线;各主要测试点及区域的照度值满足标准的限值要求,且该系统的光能利用率相对于传统近光灯系统提高近10%。     

LED封装光源光学设计的研究现状

为了提高LED封装光源照明系统的光照效率和照明空间颜色的均匀性,并根据不同的应用环境照明系统的光形进行控制,对LED封装光源照明系统进行光学设计及设计方案的优化必不可少。本文针对目前LED封装光源中的点光源、扩展光源以及自由曲面光学设计的研究现状进行分析,并对LED封装光源光学设计的发展趋势进行了探讨。     

非成像光学应用于LED照明的研究

本文主要研究和讨论了采用LED作为光源的照明系统的二次配光器件设计方法以及经过配光后的照度分布。在过去的五十年中,照明光学技术取得了重大的发展和进步,一些新的技术和应用逐渐出现并被应用到照明行业的各个领域,如背光照明领域、户外照明领域,室内照明领域以及投影显示领域等等,而这些技术的核心问题就是如何获得预先设定形状的照度分布。与成像光学不同,照明光学系统属于非成像光学的范畴。因此,在本文中,对照明领域中基本问题的回答将从非成像光学的角度论述,这些观点包括了一些新的设计思想和设计理念,例如＂边缘光线理论＂、＂光学扩展量守恒＂、＂最大收集率＂等等,试图建立一个完整的应用于LED照明二次光学设计的框架。     

现代汽车前照灯配光设计技术初探——自由曲面前照灯光学系统

叙述当今普遍流行的汽车照明系统-自由曲面照明系统,并就系统构成和设计方法进行了分析.针对自由曲面照明系统的两大技术要点,介绍了自己的认识和实践经验.     

本期主题：“——二次光学设计对于LED户外照明环境的重要性”——LED照明中非成像光学设计浅析

本文探讨了LED照明系统中，非成像光学设计的重要性、基本原理、作用和常用的方法，以及非成像光学设计中运用较多的透镜，非球面反射镜和折光板的结构和主要作用。     

基于DLP的车用彩色投影光学设计

随着车灯智能化和像素化的演进,越来越多的投影成像技术被应用在车灯领域,投影技术的应用使得车灯照明更加精细、可控,带来更好的人车交互和照明体验。传统的车用信号投影技术通常采用菲林或者MLA的方式实现,投影的图像颜色单一,且不支持动态编辑。数字光处理技术(DLP),先把影像信号经过数字处理,然后再把光投影出来。基于DLP技术的彩色微投影模组采用三色LED光源,通过柯勒照明系统或临界照明系统可以实现高分辨率彩色投影效果,模组光学效率能够达到24%。最后对比分析了两种照明方式的优缺点,为DLP彩色微投光学系统的设计提供了参考意义。     

基于大功率LED的弱视治疗仪光源系统

针对传统弱视治疗仪光源系统存在寿命短、效率低、操作复杂等缺点,本文提出了一种基于大功率发光二极管(LED)的新型光源系统.运用非成像光学设计方法实现光学系统,由5种颜色的大功率LED、反光碗、平凸透镜和磨砂玻璃共同组成,为弱视治疗仪提供均匀照明光源.用脉宽调制(PWM)技术控制光源亮度变化,通过控制步进电机转动完成光源的初始定位和颜色切换.实验测试表明,该LED光源系统性能稳定,满足弱视治疗的技术要求.     

组合式LED自由曲面前照灯的近光配光设计与仿真

本文从汽车用前照灯国标GB25991-2010 出发,在已知光源属性的前提下,利用RefCAD设计了适用于高亮度白光LED的自由曲面反射器,将多套反射系统组合成汽车前照灯,并通过TracePro仿真模拟,分析各测试点、区域的照度值,其设计结果能较好地符合国标对近光的要求.该方法能更充分发挥LED的优点,提高了光能利用率,且大大优化和节省了设计空间.     

汽车前照灯反射器自由曲面的设计步骤和技巧

前照灯是汽车不可缺少的装备之一,它的制造是集光学、机械、模具、材料、计算机、CAD技术以及美学等多种学科为一体的综合性高新技术。本文论述了目前最流行的自由曲面前照灯的光学设计方法和技巧。     

LED路灯配光方案研究

LED道路照明是LED绿色照明的重要应用领域之一.LED路灯配光设计则是其中的一项关键共性技术.对主要应用在次干路、支路的LED路灯的配光特点及配光要求进行阐述,分析现有的典型配光方案,认为基于自由曲面光学元件的配光设计方案具有良好的研究前景.     

实现LED台灯均匀照明的自由曲面透镜仿真设计

针对LED台灯照明区域照度均匀度不足的现状,提出了利用自由曲面透镜实现二次光学配光的方法。基于光源的朗伯光学特性,建立理想LED点光源与照明区域的余弦拓扑关系,并依据Snell定律通过MATLAB编程迭代计算自由曲面的母线。利用Tracepro光学软件仿真分析了光源实际尺寸对配光效果的影响,并探讨了透镜尺寸与配光效果的关系。经仿真优化的自由曲面透镜,实现发光半径2mm的LED光源在台灯要求的照明区域上均匀度（最小值/最大值）达到95%,同时光的利用效率提高20%以上。     

LED路灯透镜的二次光学设计介绍

LED的二次光学元件设计对LED路灯的配光及光学输出效率至关重要。良好的道路照明要求LED路灯的配光为长方形的光型,路灯发出的所有光刚刚可以覆盖住马路,而马路之外的光污染几乎为零。非对称自由曲面二次光学元件的采用可以使LED路灯的长方形配光直接在单个LED模组上实现。整体路灯只需要将这些LED模组阵列按照相同方向排列即可,从而可以简化路灯机构、散热及控制电源的设计。本文介绍了LED路灯的二次光学设计,及一种用于LED路灯的自由曲面二次光学透镜的设计方法。     

自由曲面前照灯的近光配光设计

汽车设计上的新变化使自由曲面前照灯成为车灯设计的主流,自由曲面前照灯的配光设计是一个具有挑战性的研究课题.可以通过特定的自由反射曲面实现预期的照明效果.该文介绍了自由曲面前照灯的设计思想和步骤,基于光线追踪原理对自由曲面反射镜的近光配光设计进行了理论分析,利用Tracepro软件对H7光源进行了自由曲面反射镜设计,并给...     

微机电系统动态特性的光学检测方法

微机电系统（MEMS）的动态表征是为可动MEMS器件的设计和加工过程提供可靠的实验数据反馈.文中构建了一个MEMS动态测试系统,它采用了光学检测方法,具有非接触、快速、高精度等优点.系统分别采用光流技术和显微干涉技术,结合频闪照明的方法,对MEMS器件的面内和离面运动特性进行了测量.通过对一个微加工水平谐振器的运动特性测量实验说明了系统具有的功能.     

均匀照明反射面设计中的系数计算

很多照明场合都需要均匀照明,为了达到均匀照明的要求,在光源附近增加一个反射面,使反射光与直接照射光叠加在一起达到均匀照明的效果。根据光源的发光特性,建立起关于反射面空间坐标的微分方程,并求解了反射面的曲面方程。给出了部分系数的表达式。利用这些系数,针对LED光源设计了反射面,光线追迹表明,该结果是正确的,方法是可行的。本文解决了均匀照明中反射面设计的系数计算问题,文中的结果可用于各种灯具设计。     

Monolithic 40-GHz Mode-Locked MQW DBR Lasers for High-Speed Optical Communication Systems

The state-of-the-art of the development and fabrication of advanced 1.55-mum/40-GHz pulse laser modules with a monolithic InP-based mode-locked distributed Bragg reflector (DBR) MQW laser chip inside is reported, with respect to the future applications in high-speed optical communications. We emphasize the latest improvements for hybrid mode-locked devices, which integrate a saturable absorber or an electroabsorption modulator. We further illustrate different technical approaches that enable meeting predetermined frequencies and wavelengths, and which are at the same time promising with respect to high fabrication yields