一种基于大功率LED的光源可控的PDT反应室设计与实现

以光动力疗法基本知识为背景,根据光动力疗法的需求,设计了一个光功率便于调节的PDT反应室,首先,对PDT反应室中关键部分,产生光波的光源进行了研究与分析,对比各种光源的优缺点,确定了本设计要采用的光源——大功率LED;然后对反应室的电源电路,控制电路和LED驱动电路进行设计,用桥堆整流加电容滤波的原理制作出一个直流电源,为后续电路提供稳定的直流电压;采用单片机编程,通过键盘输入,控制输出高低电平的时间来控制LED驱动芯片的使能端,从而控制LED的点亮与熄灭的时间;选用芯片DD311作为本设计的LED驱动芯片,通过调节电路中的可调电阻,可调节LED的亮度,从而改变PDT反应室的提供的光照度。最后,对本装置的主要技术指标进行了测量。     

平板微热管阵列在LED散热装置中的应用

针对目前大功率LED灯的散热问题,研制了高效散热器件——平板微热管阵列。实验表明,平板微热管阵列具有良好的热输运能力,当蒸发段表面温度为69.5℃时,热流密度能够达到143.2 W/cm2。利用该平板微热管阵列设计了用于LED散热的散热装置,并进行了相关的实验测试和模拟研究。结果表明,该散热装置散热效果良好,测得的光源基座处的温度均低于70℃,大大低于对结温的要求。模拟结果与实验结果误差在4%以内,模型合理,可以用于该散热装置的优化设计。     

水下无线LED光通信中圆形阵列光源性能研究

为了研究水下无线LED光通信中圆形阵列光源性能,以6个LED组成的圆形阵列光源为对象,基于单个LED空气中照度分布模型推导出其相对照度分布数学模型;以水下照度计为工具,用点阵测量法研究其在水下的实际空间照度分布,并分析了实验数据。结果表明,该光源出射端口处光照度值随着加载信号的频率增加而增加,光源的水下辐射照度整体分布不对称;当光信号传播到一定距离后,在光接收平面上,照度值各向趋于均匀分布。     

LED产生局域空心光束的数值分析与实验

首次使用了离散傅里叶方法数值分析局域空心光束。用离散傅里叶方法描述单色平面波产生局域空心光束（bottle beam）的光强分布,引入色散公式使得一定频谱宽度的LED光源同样适用。讨论抽样要求并对变量进行离散化,导出LED产生bottle beam的离散化傅里叶公式。最后代入相关参数并用MATLAB进行数值模拟,得到了在不同距离处光束的强度分布。设计实验进行验证,实验结果表明:使用LED也能够产生高质量的bottle beam。数值模拟与实验结果基本吻合,证明了采用傅里叶方法可以精确地分析非相干光源产生bottle beam,并且相较于传统的标量衍射理论,它更加简洁、快速,是研究bottle beam的一种全新又可靠的方法。     

基于高速LED阵列的条纹结构光三维测量方法

针对数字光处理（DLP）投影仪投影速度低从而限制结构光三维测量速度的问题，采用具有兆赫兹量级切换速度的LED阵列作为投影光源，提出一种基于高速LED阵列的条纹结构光三维测量方法。具体地，使用高速LED阵列投影二值条纹图案，通过对投影系统的镜头进行轻微离焦从而在被测三维物体表面获得正弦条纹，然后结合相移法和多频外差法对物体三维高度进行解算重建。使用所提实验系统在21000 frame/s的投影速度下对旋转速度为3000 r/min的阶梯物体进行三维测量，系统对动态物体的测量速度达到6000 Hz，测量精度达到0.1 mm，实现了对高速运动物体的三维形貌重建，同时展现出高速LED阵列作为投影光源提升三维测量速度至兆赫兹量级的可行性。     

辐射定标光源多路LED恒流驱动设计

为应对积分球辐射定标光源系统中LED阵列的电流稳定可控性对积分球开口处光谱匹配度的影响,设计了一款多通道、高精度以及高稳定性的LED电流驱动电路。该电路是一种压控恒流驱动电路,可通过模拟调光的方式实现对LED阵列驱动电流的线性控制,其以FPGA为控制核心,通过SPI接口对AD5371芯片寄存器进行读写操作,通过AD5371数模转换电路实现对LED驱动电流的高精确度控制。基于循环液体制冷设备和水槽制冷底座实现对LED阵列的温度控制。实验结果表明,该电路可实现LED阵列驱动电流在0~1050 mA连续线性可调,电流调节精度可达量程的0.14%。在控制LED灯座温度为10 ℃时,LED输出光光谱稳定度为0.2%。     

基于大功率LED的汽车多椭球前照灯设计

传统光源卤素灯泡用于前照灯照明,在节能和寿命上存在不足.研究了使用半导体LED光源和多椭球面反射镜的前照灯设计方法.基于前照灯近光配光标准和LED光源特点,建立了LED前照灯的设计模型,包括LED光源模拟单元、反射器设计单元、透镜设计单元和光路追迹算法.提出三维多椭球面作为反射镜的方法,实现了LED光源多椭球面前照灯的照明计算机仿真.分析了实验结果,并指出LED前照灯的优势和未来大功率LED汽车前照灯发展的关键技术.     

竹红菌素修饰纳米脂质微泡联合LED光源照射对人舌癌细胞Tca8113的作用的实验研究

目的:本实验自制竹红菌素修饰的脂质微泡,联合LED光源对人舌癌细胞Tca8113进行光动力处理后观察细胞.方法:常规培养,取对数生长期的舌癌细胞Tca8113,机械振荡法制备竹红菌素修饰的脂质微泡,联合LED光源对细胞进行光动力治疗,MTT法检测细胞存活率,并用流式分析仪分析其促凋亡作用.结果:MTT法和流式细胞仪显示竹红菌素修饰的脂质微泡联合LED光源照射对Tca8113人舌癌细胞有明显凋亡现象,且在一定浓度范围和光照能量密度范围内,其凋亡作用与HB微泡浓度和能量密度呈正相关.结论:竹红菌素修饰的纳米脂质微泡联合LED光源光动力疗法对人舌癌细胞Tca8113有促凋亡抑制作用.     

基于MATLAB的LED阵列仿真

研究了应用于照明光源的LED 阵列分布方式并基于MATLAB软件进行了仿真.首先对2种LED阵列的照度叠加进行了计算,根据叠加公式对阵列分布进行了仿真.通过对2种LED阵列仿真结果的分析,得出了不同阵列的分布特点并对其进行了比较,最后分析了2种不同阵列分布的产品适用性,为LED灯具设计提供了可靠依据.     

以太网自由空间可见光通信系统的研究

基于可见光的自由空间光通信(FSO)在某些要求载体光必须被人眼所见的场合拥有广泛的用途.提出了一种在可见光FSO系统中使用以太网技术的方案,重点研究系统中可见光LED阵列光源,抛物面天线的软件模拟,新型分集接收器的设计原理等关键技术,最后测量系统的实际性能.     

高速摄影同步触发光源系统设计及应用

为了解决高速摄影中由于时间短、同步难和照度低导致拍摄不到弹丸的问题,设计了一种同步触发光源系统。该系统以高亮度发光二极管(LED)阵列为光源,采用现场可编程门阵列进行控制。使用MATLAB软件对LED阵列进行仿真后可知,在距光源1m的中心位置上,该阵列光源的最大光照度可以达到9104Lux。实验中,实验弹出膛时启动相机拍摄,同时输出触发电平同步触发光源系统。结果表明,当实验弹的装药量为0.15g、相机帧频为5000frame/s时,经估算出膛速率大约为100m/s,并且同步触发光源有效地提高了照度和补充光照的同步程度。此研究对提高弹丸测试技术是有帮助的。     

阵列波导器件封装中机器视觉系统的光源分析与设计

为采用机器视觉实现对阵列波导器件的光路对准,需要设计合理的照明方式观测到阵列波导器件的光路.介绍了照明技术,通过实验比较了不同光源照明,最终发现采用平行光从背面进行照明才能观测到阵列波导器件的光路.按照明要求设计了一种新型的平行光源,通过对光源的光照度分布进行建模仿真,仿真结果显示在光照面积固定时,采用大焦距的透镜可以得到更均匀的光照度.实验结果显示,采用新设计的光源进行背面照明可以清晰观测到阵列波导器件的光路.     

基于LED的DLP投影显示光学引擎的研究

文章研究基于LED光源的DLP投影显示光学引擎系统,运用非成像光学理论计算了与所选用的DMD芯片相匹配的LED光源的发光面的尺寸及方棒的尺寸,利用光的折射定律和三角法则,设计了光学引擎系统中重要光学元件T11K棱镜的各项参数。采用Tracepro软件对整个光学引擎系统进行了建模、模拟和设计,并测得系统的照度图,计算了系统的光能利用率和观测光的均匀度,为建立基于LED光源的DLP投影显示光学引擎系统的实验装置奠定了良好的基础。     

LED单色平面光源并联支路中的电流均分

LED构成的半导体光源,在各个领域已被广泛应用。用LED单色光源在大学物理实验中取代传统的气体光源,也被不断的探索和尝试,并取得了有益的经验。为保证单色光源的发光阵列中每一支LED颜色一致,使LED光源具有良好的单色性,以满足物理实验的要求。必须控制并联方式的LED每路电流均等且保持不变,采用相应驱动电路可以达到这一目的。     

基于5630 TOP LED亚毫米级阵列式微型透镜的光学仿真

使用新型透镜提高LED取光效率是LED封装的研究热点之一。以亚毫米级阵列式微型透镜封装5630TOP LED为研究对象,利用光学仿真软件TracePro,考察了不同尺寸的阵列式圆锥透镜、半椭球透镜和半圆球透镜对LED取光效率的影响。仿真实验结果表明在优化条件下,5630TOP LED的取光效率可提高10.7%,光分布均匀。该仿真结果对下一步亚毫米级阵列式透镜的设计与制造有实际指导意义。     

自由曲面透镜白光LED光束整形技术

为了获得高均匀性、对称性及一些特殊形状强度分布的白光发光二极管(LED)光束以满足某些特定的需求,基于白光LED光源为朗伯光源的特性,运用自由曲面透镜的方法对LED光束进行了光束整形,分别采用单一自由曲面透镜以及全内反射(TIR)透镜与微透镜阵列组合两种不同的整形结构,进行了加工工艺和原理理论分析,并通过了实验验证.结...     

LED单色平面光源并联支路中的电流均分

LED构成的半导体光源,在各个领域已被广泛应用.用LED单色光源在大学物理实验中取代传统的气体光源,也被不断的探索和尝试,并取得了有益的经验.为保证单色光源的发光阵列中每一支LED颜色一致,使LED光源具有良好的单色性,以满足物理实验的要求.必须控制并联方式的LED每路电流均等且保持不变,采用相应驱动电路可以达到这一目...     

高效大功率激光二极管阵列端面抽运耦合系统

利用光线追迹法为12 kW激光二极管(LD)阵列抽运的Yb∶YAG激光器设计了一套空心导管型耦合系统并开展了耦合实验, 以研究大功率LD阵列端面抽运结构的高效耦合技术及模拟设计方法.基于LD结构和发光特性,以高斯型微激射元为基本单位建立单条LD和LD阵列光源模型,设计了由透镜和镀银板构成的抽运光汇聚传输系统.实验结果表明,该耦合系统实现了对抽运光的高效耦合,且强度分布与模拟结果一致.该耦合系统传输损耗低,反射板的反射率为94%时耦合效率达92.3%;输出光束具有良好的传输性能,有效抽运区域接近理论值,且增益介质表面分布均匀,满足实验要求.     

侧入式无导光板LED平板灯的设计与实现

针对侧入式LED平板灯出光效率低、导光板(LGP)制造成本高等缺点,设计了一种无LGP窗式结构的新型LED平板灯,介绍了设计结构模型和光学模型。采用柱面透镜将侧面入射的LED发散光束会聚在出光面板上,并通过掠射和叠加方法实现出光面板的照度均匀性。分析了LED阵列之间的距离、LED灯珠的投射角以及LED阵列中LED的间距对辐射照度分布均匀性的影响,利用九宫格取值法和TracePro软件对所设计的LED平板灯进行参数优化。模拟和实验结果表明,当LED平板灯单窗格面积为240mm×300mm、厚为15mm以及平凸柱面透镜的曲率半径为4mm时,优化后的LED灯珠投射角为4°左右,LED平板灯出光面板上的照度均匀度可达85%以上,理论仿真结果与实验结果相一致。     

LED阵列模式的优化研究

作为新一代照明光源LED照明技术已经有了长足的发展,但单颗LED并不能满足正常的照明需求,想达到所要的照明效果通常采用多个LED组合。LED组合有各种形式,利用tracepro对4种LED平面阵列形式,即：3×3方形阵列、3-6同心圆阵列、阿基米德螺线阵列以及1-8圆形阵列进行了详细的光学分析。在满足照明要求的条件下,通过对比找到一种最优化的设计,发现1-8圆形阵列效果最好,所占面积最小,从而可以减少材料的浪费,进一步提高LED照明的性价比,为LED照明的普及提供设计上的借鉴。