照明方式与配光曲线对隧道照明质量的影响分析

为评估不同照明方式与配光曲线对隧道照明质量的影响,文章运用DIALux照明仿真软件建立隧道模型,分析了3种配光类型灯具在不同照明方式下的照明指标。研究结果表明:不同配光曲线照明灯具对路面亮度差异较小,对总体均匀度影响较大。逆光照明会产生严重的眩光,不利于隧道行车安全;顺光照明时亮度最低,有较高均匀度。研究结论可为高速公路隧道照明设计提供理论参考。     

综合运用LED背景墙和照明数控技术下的电影照明技巧分析与应用

LED背景墙技术和照明数字控制技术的应用为电影照明方式带来了新的变革,冲击了依靠手工劳动控制照明诸要素的传统照明方式,在可见未来,势必影响电影摄影工作模式。本文结合北京电影学院摄影系数字虚拟灯光实验室的使用,探讨了LED背景墙和照明数字控制两项技术的综合运用,将会对电影照明产生的影响;以及在使用以上两项技术后,如何分析和建立电影照明结构,匹配光效,塑造影像真实感,从而满足电影摄影师的创作目的以及效果应用。     

采用双自由曲面整形的无掩模光刻照明系统

为了实现无掩模光刻系统所需求的矩形准直平顶激光光束照明,提高照明系统的能量利用率,提出了一种利用双自由曲面整形的照明系统设计方法。根据光程守恒原理和折射定律,推导了积分形式的双自由曲面面形方程;采用数值解法求解积分方程,分别设计了含有双自由曲面的双透镜整形单元和单透镜整形单元的照明系统,使用光学设计软件对两种照明系统进行模拟,得到两种照明系统的照明均匀性在93%以上,能量利用率大于91%。结果表明,两种照明系统均能实现无掩模光刻系统的高均匀性、高能量利用率照明。     

光刻照明系统中新型均匀性补偿器的设计

在超大规模集成电路中,为了满足波长193 nm数值孔径为1.35的45 nm节点紫外光刻曝光光学系统对高分辨率的要求,设计了一种新型的均匀性补偿器件,用于提高照明系统的出射光均匀性从而实现光刻线条的高度均一性。该照明均匀性补偿器的主要功能是实现对照明视场的能量分布进行微调,从而减小系统的残余不均匀性,保证系统在掩膜面及硅片面上的能量分布均匀性达到更高指标的要求。此外,使用CODE V软件对该照明系统的均匀性进行仿真分析,研究发现采用新型均匀性补偿器可以在传统照明和离轴照明模式下同时的光刻照明系统对掩膜面的非均匀性均低于0.5%。与传统匀光单元相比,该新型均匀性补偿器在不增加光刻照明系统机械设计和控制难度的基础上可明显提高光刻照明系统的均匀性,故该器件具有更好的应用价值和实用意义。     

激光空间相干性对照明均匀性影响的实验研究

对激光束空间相干性对照明均匀性的影响进行了实验研究。实验结果表明,激光束的空间相干性与照明均匀性具有密切的关系,当激光束空间相干性降低时,目标上照明光斑的闪烁率和功率谱密度也下降,激光照明的均匀性得到提高。所得结果对实际工作中照明激光器的选择是有用的。     

光刻照明系统中复眼透镜的设计及公差分析

在超大规模集成电路中,为了实现NA=1.35,波长193 nm处分辨率达到45 nm的目标,需要对影响光刻照明均匀性的误差源进行详细分析最终确定公差范围。复眼透镜是使光束在系统掩膜面上形成矩形均匀照明区域的关键元件。采用CODE V软件设计了复眼透镜对引起照明不均匀性的因素进行分析,结合复眼透镜组的设计方案和实际加工能力,给出X和Y向复眼曲率公差为±10%,后组曲率公差为±5%,前后组间隔公差为±50 μm,位置精度偏心公差为±1 μm,装配精度公差为±3 μm。制定公差合理、可行,满足了浸没式光刻照明系统高均匀性、高能量利用率的要求。     

双弧光源照明器在铬版机中的应用

铬版机制版过程中,一个至关重要的因素是照明条件。本文重点介绍采用了光学传光束的双弧光源照明器。它已用于铭版机,在10mm×10mm的成像面积内,获得了较高的照明均匀性(不均匀性<±3%)和大于35OmW/cm~2的曝光能量,亦能用于Stepper。此外,还具有加工方便、调整简单、成本低、体积不大等优点,是一个较为实用的光学照明曝光系统。     

空中目标激光照明的数值模拟

采用较短波长(如近红外)激光束对空中(或空间)目标主动照明,是对空中(空间)远距离(合作或非合作)目标进行高精度成像和跟踪的一种新技术,具有重要的国防和民用价值.由于大气湍流、光束均匀性和激光相干闪烁等原因,靶上照明光强分布会出现不同程度和不同尺度的起伏,对成像质量和跟踪精度有较大影响.本文对目标照明光学特性的几个描述参数进行了分析.根据成像探测器的分辨特点,提出了采用照明光强功率谱分布来评价目标照明光强均匀性的方法.我们以湍流相位屏技术、菲涅尔衍射积分公式和快速傅里叶变换为基础,建立了空中目标激光照明的物理模型和计算方法,对几种典型参数进行了数值模拟和分析.结果表明,大气相干长度、照明激光束的模式是影响照明目标光学特性的主要因素.采用多束非相干光束照明,并提高照明光束近场均匀性,是改善目标上的照明光强分布均匀性的有效手段.(OG19)     

反射式LED二次光学系统研究

为了解决发光二极管(LED)应用于照明时光照不均匀的问题,运用非成像光学和几何光学的基本原理,推导了反射式LED二次光学系统的设计步骤,设计了LED二次光学系统,并对其光照均匀性进行了仿真。针对仿真显示的问题对设计步骤进行了改进,利用改进后的方法重新设计了二次光学系统,并利用光学设计软件对设计的光学系统进行了仿真。结果表明,这种二次光学系统能够达到均匀照明的效果。     

LED照明的光学器件设计与仿真

大功率LED集成光源在实际照明工程应用很多,但是集成光源的照明效果不是很理想。为了解决大功率LED集成光源难以直接应用于照明的问题,根据非成像光学理论,设定合适的初始参数,利用能量守恒建立LED光源与目标照明面之间的映射,设计了筒灯反射器和透镜。并用Tracepro软件对这两类光学器件进行模拟仿真,均得到了良好的均匀圆形照明光斑。仿真结果表明,设计出的反射器和透镜,随着发光光源面积增大,照度均匀性都降低,当光源尺寸均设置为1 mm1 mm时,照明面上照度均匀性都达到95%以上,当光源尺寸增大10 mm10 mm时,照明面的照度均匀性下降到85%,符合对均匀性很高的室内照明设计标准。     

投影电视的均匀照明系统设计

分析和设计了用于提高大屏幕投影电视光学性能的均匀照明系统：透镜阵列和积分方棒。基于弧长为1．2mm的超高压水银灯(UHP)．建立嵌套圆筒的体光源模型．给出了两个照明系统的设计方法和用于2．3cm空间光调制器照明系统的设计参数。仿真结果表明,透镜阵列系统实现了均匀性( 4．55％,-5．54％),光能利用率为81％的照明输出;积分方棒系统实现了均匀性( 4．37％,-4．58％),光能利用率为79％的远心照明输出。均能满足投影电视对照明系统的指标要求。     

大视紫外高均匀照明光学系统构成原理和光能分布模拟计算

叙述紫外均匀照明光学系统构成原理和光能分布模拟计算设计方法。举例说明用开发的模拟设计软件ＯＰＴＥＮＧ，设计和模拟计算了一个大视场均匀照明光学系统，在照明面积为１００ｍｍ×１００ｍｍ范围内，照明光能分布不均匀性小于±２％。     

水电厂照明节能研究与探讨

通过对水电厂照明现状调查分析,阐述了水电厂照明存在的问题,提出整改方案,从照明方式、控制方式、光源选用、灯具选择等方面,对实现照明系统的节能、安全、集中控制以及光照度等功能方面进行了探讨,并对其利弊性进行了分析,对水电厂照明节能改造具有一定的意义,同时也为水电厂照明设计提供借鉴作用。     

基于LightTools的大口径积分球辐射特性仿真

为了研制辐射特性相对理想的大口径积分球,采用LightTools仿真分析了5种光源位置和3种照明模式,共15种直径为3 m积分球模型的辐照度面均匀性和朗伯特性。相比依靠经验设计积分球,计算机仿真研究具有周期短、成本低、重复性高等优点。仿真结果表明:照明模式和光源位置对积分球开口处辐照度面均匀性影响很小;而对开口处朗伯特性产生较大影响。首先,光源方向上的朗伯特性最差,其次,对称式照明模式则会改善朗伯特性,另外,随着光源与积分球前后半球交汇面的距离不断增加,积分球的朗伯特性逐步变优。最后,测试了直径为3 m积分球在不同照明模式下的辐照度面均匀性、光源方向和垂直方向的朗伯特性,实测辐射特性与仿真结果相吻合。     

基于离散抽样加密算法的衍射光学元件设计

为满足浸没式光刻照明系统对掩模面高均匀性和不同照明模式的要求,对照明系统中的照明模式变换器进行了研究。采用衍射光学元件（Diffractive Optical Elements,DOE）来产生各种照明模式,从光栅结构出发,经两步变换分析了光栅转变为DOE的过程。并提出一种离散抽样加密算法,以抽样线宽1~5 m的四极照明DOE为例,揭示了DOE特征尺寸、衍射效率和光强分布非均匀性的实际对应关系。设计结果表明:随着抽样线宽的减小,整形光束的衍射效率和均匀性将得到较大提高。利用接触式光刻工艺完成了特征尺寸为1.76 m1.76 m的16台阶照明模式变换DOE的制作,通过搭建光学测试平台对不同照明模式下DOE的光强非均匀性和衍射效率进行了测试,结果满足设计要求,验证了离散抽样加密算法能够有效指导照明模式变换系统DOE的设计。     

一种实现柯勒照明的高功率LED同轴光设计

设计了一种可以实现柯勒照明的高功率LED同轴光源。利用光学设计软件ZEMAX给出了设计模型,用照明分析软件Trace-pro进行光线追迹,并对照明面的均匀性进行了分析。     

节能技术在现代城市路灯照明中的应用

随着经济发展的需要,现代城市中的路灯照明为人们的出行提供了很多的方便,然而城市路灯照明对电量的需求也与日剧增,节能技术对现代城市路灯的运用显得越发重要.随着技术的不断进步,关于节能方面技术的研究和运用也在不断改进,随着城市人们对环保质量需求的不断提升,国家加大了可持续环保、节约环保的政策支持,因此,关于城市路灯照明费电量巨大这一状况,必须采取相关办法对其用电量加以控制,节能技术便是一种很好的办法.本文就重点介绍节能技术对城市路灯照明带来的重要影响加以分析,从而使城市路灯照明实现低碳环保的发展道路.     

建筑化照明设计中LED的有效运用探讨

建筑化照明设计需要在节能基础上满足照明、美观需求,是城市亮化工程的重要组成部分。近年来,随着白、绿、篮发光二极管的运用,LED逐渐在建筑化照明中占有重要位置,令照明有了新模式与新概念。本文以此为背景,研究了建筑化照明的意义,并在此基础上针对LED的具体应用展开研究。旨在进一步完善LED在建筑化照明的运用,为城市发展添砖加瓦。     

基于全内反射透镜的扩展光源准直照明系统特性研究

在理论上,全内反射透镜可对所有光线进行收集,因而是远距离准直照明系统二次光学设计的首选结构.利用光学软件进行仿真和实验测试,分析了基于该类型配光元件的扩展光源准直照明系统的照明特性,包括光强分布特性、光斑照度均匀性和光通量利用率,并揭示了出射光束发散特性的决定机制.研究发现:与同口径平凸准直透镜的配光效果相比,全内反射透镜的光通量利用率提升显著,但出射光束发散角也明显增大,使得二者出射光束光强无明显差别;且由于中心折射部分和边缘全反射部分的出射光束发散角不同,故全内反射透镜的照明光斑照度均匀性明显变差.     

基于增强现实的LED照明光源自适应调节系统

针对LED照明光源在路灯照明系统存在运行时延长、能量消耗高等问题,提出了基于增强现实的LED照明光源自适应调节系统。首先分析LED照明光源自适应调节系统的硬件设计需求,将无线传感器、人体热释传感器等设计在硬件中。通过对RF无线射频电路的设计,实现了ZigBee无线传感网络对LED照明现场重要数据采集,软件主要通过计算光照度、工作效率等,实现基于增强现实的LED照明光源调节。对ZigBee路由算法进行全面改进,引入邻居节点以及邻居表,实现重要节点的控制。通过网络拓扑结构的ZigBee协议栈,采集LED照明现场的环境参数,结合相关参数,利用优化改进后的ZBR动态路由算法,对LED照明光源进行集中调节以及管理。结果表明,系统能够实现LED照明光源自适应调节,系统运行能耗更低,运用到路灯系统中效果更佳。