不同发散角的LED空间照度仿真分析

鉴于LED光强分布和间距对接收面照度均匀性有直接影响,本文利用Tracepro软件对不同发散角LED空间照度分布进行了仿真分析,给出了接收面中心照度均匀的LED最佳间距,为优化的LED阵列设计提供一定的理论支持.     

Calculation of LED modules for highway lighting

The calculated distributions of the highway illuminance provided by light-emitting diode (LED) modules that can be used in available supports and arms are presented. Different variants of the arms with LEDs characterized by various luminous intensity curves and emission angles of 10 to 100° are investigated. Rotation of LEDs with various luminous fluxes at a luminous efficiency of 100 lm/W is also considered.     

近似矩形照度分布的新型LED

以清华大学电子工程系集成光电子学国家重点实验室罗毅教授课题组为主研发的新型功率型LED城市照明光源突破了严重的技术瓶颈,使得LED路灯的实际照度分布近似为矩形,并且照度分布很均匀,并比目前道路使用的高压钠灯综合节能60％以上。     

直下式LED平板灯的均匀照明设计

针对超薄LED 平板灯导光板价格昂贵以及传统直下 式LED 平板灯厚度厚和LED 数量多等 问题,设 计了新型直下式LED 平板灯。基于边缘光线理论,对光源和目标面进行网格划分并形成映射 关系,由Snell 公式推导出内外自由曲面的微分方程,采用迭代法计算出内外自由曲面数据,设计实现适用 于直下式LED 平板灯的大角度二次光学透镜。研究表明:双自由曲面大角度透镜可实现对LED 150°的大角度配光,其照 度均匀度为0.86,且能量利用率为99.5%。在 不同厚度下,利用大角度二次光学透镜的LED单元阵列距高 比(D/H)约等于3时,目标面上的照度均匀度均达到0.88以上。通过对新型直下式LED平板灯照明效果 进行模拟,结果完全满足国家建筑照明设计标准,且LED的使用数量为相同功率下传统直下 式LED平板灯的30%,减小了20mm的厚度,大 大降低了LED平板灯的生产成本。     

一种显微镜LED光源驱动设计

大功率LED拥有寿命长、单色性好、控制灵活等优势,能够很好的服务于现代生物成像实验。文中基于LED照明和生物实验的特点,为显微镜LED光源设计针对性的驱动电路;电路采用大功率LED驱动器LT3755和boost拓扑结构,实现了电流满量程调节。通过测试不同控制电压下LED输出电流的实验,说明电路能实现较高精度和线性度的电流控制。     

旋转轴对称LED均匀照明系统设计方法

基于边缘光学理论,提出了一种应用于LED照明的光学系统设计方法,分别实现基于透镜和反射器的LED均匀照明光学系统,可在一特定距离的目标面上形成均匀圆形光斑。采用基于蒙特卡罗法的光线追迹软件对两种光学系统进行模拟仿真,结果显示,目标面上光斑的均匀度优于85%,系统效率高于90%。     

从LED特性看未来发展策略

1前言 1968年问世的单色发光二极管（light—emitting diode，LED），由于光强度低及单色缺乏全彩化，仅限于电子、电机设备的仪表与电器产品上的状态显示或观赏点缀等用途：虽然红黄绿LED已上市20多年，但由于光输出不高且亮度不足，发光效率又偏低，加上电子产品不耐热及易受屋外气候影响．因此难以发展为实用的照明光源与灯具。因全球能源短缺，节能新光源的研发成为全球的焦点，由此发展出了高亮度的LED（20世纪80年代中期）、高亮度蓝光LED（1993年）及白光LED，逐步实现了LED的全彩化。直到在消费电气商品领域找到新市场，才真正刺激了光电产业全心投入研究发展，开始大幅提升LED的光输出及红黄绿发光效率，从而成功地运用于交通信号灯及屋外的广告和各类型指示灯。从此，LED光源正式走入各类民生用途，包括汽车交通、通讯与信息产品、便利照明。近几年来更是在农业生产与生物医疗的生物产业上大放异彩，已为农作物栽培燃起了新希望。     

地铁LED不间断应急照明系统设计

为了确保地下照明具有节电、高亮度、长寿命和不间断性,采用由直流电源供电的半导体照明灯(LED).简要介绍了普通应急照明系统的组成;详细介绍了LED灯的优点和地铁应急照明系统中各部分的功能,还分析了地铁LED灯驱动系统的电路原理和系统可靠性.采用LED灯后,节约了大量的电能,维修费用,同时也确保了照明质量.     

Optimization and integration of LED array for uniform illumination distribution

A design method for light-emitting diode （LED） array is proposed to achieve a good uniform illumination distribution on target plane. By using random walk algorithm, the basic LED array modules are optimized ftrstly. The optimized basic arrays can generate uniform illumination distribution on their target plane. The optimized basic LED array mod- ules can be integrated into a large LED array module with more than tens of LEDs. In the large array, we can select a sub-array with K LEDs （K〉7）, which can produce the good uniform illumination distribution. By this way, we design two LED arrays which consist of 21 and 25 LEDs, respectively. The 21-LED array and 25-LED array can generate uniform illumination distributions with the uniformities of 95% and 90%, respectively.     

基于LED的隧道智能照明技术方案研究

基于目前高速公路隧道照明耗费的电能巨大,特别是在中国的西部地区,隧道多、车流量不大,夜间更少,由此造成了大量的电能浪费。为此结合西部的实际情况,提出了一套新的公路隧道照明应用方案,采用LED灯结合分段控制技术,通过模拟隧道的实验实现了亮度智能控制、照明随车的移动而改变、最大限度节能的目的。     

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。     

用于LED均匀照明的自由曲面菲涅耳TIR透镜光学设计

为了提高透镜的散热能力,设计了一种新型全内反射（TIR）透镜,该透镜的出射面中央为自由曲面菲涅耳面。采用斯涅尔定律和全反射定律分别求解TIR透镜折射部分和反射部分自由曲面的面形。同时,采用一种菲涅耳透镜的普适设计方法将折射部分自由曲面转变成菲涅耳面。通过蒙特卡洛光线追迹模拟自由曲面菲涅耳TIR透镜的照明效果,结果显示:当光源尺寸为2 mm×2 mm时,其远场照度均匀性为82%,光效为96.6%,透镜质量为21.94 g。与未加菲涅耳面的TIR透镜相比,带自由曲面菲涅耳面的TIR透镜在光效仅下降2%,在照度均匀性未变的情况下,透镜质量减少了约20%。这说明对TIR透镜的自由曲面出射面进行菲涅耳化可明显地缩小透镜的体积和质量,缩短光线在透镜内部的光程,因此可有效提高透镜的散热效率和使用寿命,同时保持良好的照明效果。     

Thermal analysis of remote phosphor in LED modules

Phosphor plays an important role in LED packages by converting the wavelength of light and achieving specific color.The property and degradation of phosphor are strongly affected by the temperature.Some structural factors have been investigated in this paper and their effects are evaluated.Remote phosphor is an effective approach to improve the performance and reliability of LED modules and products.It is a trade-off that the final product design depends on both the thermal performance and the cost.     

OEIC WDM transceiver modules for local access networks

The authors report measurements of fibre-optic transceiver modules which use a single optoelectronic integrated circuit (OEIC) subsystem. The optical circuit contains a DFB laser, 3 dB coupler, WDM, monitor photodiode and pin photodetector elements, which are monolithically integrated on a semi-insulating substrate indium phosphide chip. This assembly is designed to provide complete subscriber-termination functionality for bidirectional telephony and unidirectional broadband communication links for access networks. The dual-in-line module provides single fibre network interfacing, is physically compact, is stable for domestic and business environments, requires no cooling, and has the potential to be manufacturable at low cost     

用于LED 平板灯面板均匀照明的自由曲面透镜设计与实现

设计了一种PMMA自由曲面透镜,用于无导光板结构的LED平板灯。该透镜基于自由曲面透镜的折射和全反射原理实现出射光的重新分布,可用于均匀照明LED平板灯的出光面板。采用数字仿真和实验制作进行设计。仿真结果表明,当自由曲面透镜与出光面板的距离为5 mm、自由曲面透镜旋转为0、LED与自由曲面透镜的距离为7 mm时,LED平板灯出光效率较高且整灯均匀性达96.6%。实验结果表明,所设计的自由曲面透镜可使无导光板结构的LED平板灯的面板均匀性达95.74%,与数字仿真近似相等。     

LED spectral slicing for single-mode local loop applications

An approach towards a single-mode local loop is presented in which each customer is given a dedicated wavelength channel by taking different wavelength slices from identical LEDs. This is accomplished by means of wavelength division multiplexing (WDM) components. Results from a four-channel system operating at 2 Mbit/s over 2.2 km, together with a theoretical analysis of a ten-channel system, are presented     

基于补偿法的均匀照明自由曲面LED反光杯设计

根据面向理想光源的设计原理,提出了基于能量补偿和坐标迭代的自由曲面母线求解方法。在二维坐标系中建立系统模型,由反光杯反射光对直射投射光进行补偿,将反光杯右上边缘的光线反射到目标面左边缘,且随着光线下移反射光线逼近目标中心。根据Snell定律,以上边缘点为初始点,逐一迭代得母线上各点坐标,旋转或拉伸生成所求反光杯。在Tracepro软件中的模拟结果表明对圆形或正方形目标照度均匀性均优于85%,且系统能量利用率仅由LED出光角度和反光杯反射系数决定,该结构可使LED光源用于大范围照明。     

Analysis of the illuminance provided by LED modules placed at large distances from illuminated objects

The possibility of applying LED modules for illumination of distant objects is analyzed. The illuminance distributions provided by large LED arrays with various optical systems are calculated. The influence of the number of LEDs, the intervals between LEDs, and the illumination angles on deviations from the law of inverse squared distance is studied. The conditions under which a variation in the LED elevation has only an insignificant effect on the illuminance and the radiation distribution over a limited illuminated area are determined.     

一种面向LED扩展光源的道路配光设计

在多车道的道路照明中,需要非对称矩形配光。本文根据非成像光学理论,建立点光源空间与目标照明面之间的拓扑关系,采用合适的反馈优化方法,获得面向扩展光源且在路面上形成均匀非对称矩形光斑的反射器,仿真结果表明,配光后光源的能量基本上被限制在20m×12m的矩形区域内,且实现了非对称的配光,横向照度均匀度达到了85%,纵向照度均匀度达到了80%,满足道路照明要求;并且通过开模实际测试出整体的照度均匀度为80.13%,验证仿真结果以及证明了设计方案的可行性和反射器在路灯灯具中的实用性。     

LED modules with electrodynamic systems: Prospects for the development based on nanotechnologies

The development of LED modules based on electrodynamic systems with quantum wires and dots is analyzed. Microwave devices are employed as analogs. It is demonstrated that modern nanotechnologies allow the application of concepts used in the development of optical electrodynamic systems for the creation of effective LEDs and semiconductor lasers. Various configurations of LEDs based on quarter-wave multiresonator systems that contain high-quality stabilizing half-wave semiconductor resonators are proposed.