光栅光调制器周期结构的优化分析与实验

针对光栅光调制器的光学调制特点,建立一种可变周期结构的光栅光调制器模型,采用Matlab软件中的数字图像处理方法进行研究。利用傅里叶变换分析两种周期结构的光栅光调制器在频谱面和像面的光场分布,并得到不同周期结构对器件调制对比度的影响。实验得到了两种结构像面的光强输出对比。结果表明:不同周期结构对器件的亮态调制效果影响不大;当器件上下反射面中心对齐,下层反射面在器件周期方向两侧各超出上层光栅面的1/2倍光栅间隙宽度时,器件具有最佳的暗态调制效果,从而得到了光栅光调制器的一种周期结构优化方案。     

新旧规范对比下的隧道照明节能设计研究

根据隧道行车视觉特点,在参考CIE《公路隧道和地道照明指南》的基础上,分析比较了《公路隧道照明细则》(以下简称细则)和《公路隧道通风照明设计规范》(以下简称规范)在隧道照明区段和照明参数设置上的不同。结合具体的隧道采用《细则》方法进行照明优化设计,将设计所得结果与根据原《规范》所得结果比较。结果表明:利用《细则》方法进行隧道照明设计,与原《规范》相比,每个照明区段的照明能耗都有不同程度降低,对于一般长隧道,总体节能可在原《规范》基础上减少40%。     

基于自旋转原理的隧道太阳光反射照明系统设计

提出一种可用于隧道照明的、基于自旋转原理的太阳光反射照明系统。基于采光系统和出射系统光学中心合一原理分析了系统光学特性,设计出了利于整体封装的高采光量反射照明系统。分析表明,该系统在全方位跟踪太阳光过程中,光学中心始终保持不变,通过设定出射光方向即可实现太阳光定向投射,调节不同安装位置系统的出射角可实现隧道入口太阳光照明的全覆盖,证明了该系统用于隧道入口加强照明的可行性。实验测试表明,由该系统采集投射的太阳光,最高利用率可高达60%,照明距离长达120 m,为目前太阳光直接照明领域相同传输距离下光能利用率最高的技术。该技术的研究和应用对提升高光能需求的公路隧道照明低碳节能环保技术水平,促进公路交通“碳达峰、碳中和”和可持续发展均具有积极的作用。     

基于LED的光栅光调制器照明系统的优化设计与实现

设计了一种基于LED照明的光栅光调制器(GLM)照明系统,以自由曲面TIR透镜、光棒、聚光透镜组为主要光学元件来提高LED光能利用率,并实现光场均匀化。通过仿真得出,照明系统的光能利用率为78.7%,光照均匀性为85%,实验与设计结果基本一致。这表明,优化后的光栅光调制器的照明系统,解决了基于LED的照明系统光照不均匀和光能利用率低的问题。     

光栅光调制器周期结构的优化分析与实验

针对光栅光调制器的光学调制特点,建立一种可变周期结构的光栅光调制器模型,采用Matlab软件中的数字图像处理方法进行研究。利用傅里叶变换分析两种周期结构的光栅光调制器在频谱面和像面的光场分布,并得到不同周期结构对器件调制对比度的影响。实验得到了两种结构像面的光强输出对比。结果表明:不同周期结构对器件的亮态调制效果影响不大;当器件上下反射面中心对齐,下层反射面在器件周期方向两侧各超出上层光栅面的1/2倍光栅间隙宽度时,器件具有最佳的暗态调制效果,从而得到了光栅光调制器的一种周期结构优化方案。     

基于光栅光调制器的彩色投影方案分析与实验

提出一种利用三色激光作为照明光源时,基于单片光栅光调制器(GLM)的彩色投影显示方案。阐述了该投影系统的彩色显示原理利用色度学相关理论;分析了红、绿、蓝三色激光合成标准D65白光源的原理;综合考虑显示色彩还原度、投影亮度和激光器输出功率3个重要指标,对激光光源进行了优化选择。分析结果表明,峰值波长分别为635,532及457nm的三色激光器组合为光源的最优设计方案。搭建了相关实验系统,通过收集±1级衍射光进行了静态光栅光调制器彩色投影实验。实验得到了红、绿、蓝及合成白色光源照明下的投影图案,初步证明了该彩色投影方案的正确性。     

基于LED的光栅光调制器照明系统的优化设计与实现

设计了一种基于LED照明的光栅光调制器(GLM)照明系统,以自由曲面TIR透镜、光棒、聚光透镜组为主要光学元件来提高LED光能利用率,并实现光场均匀化。通过仿真得出,照明系统的光能利用率为78.7%,光照均匀性为85%,实验与设计结果基本一致。这表明,优化后的光栅光调制器的照明系统,解决了基于LED的照明系统光照不均匀和光能利用率低的问题。     

道路照明标准比较和节能分析

针对目前各种道路照明节能研究都必须满足道路照明设计标准这一现状,直接从道路照明设计标准本身出发研究有效的道路照明节能方式,通过对比分析CIE和IESNA两种道路照明设计标准在评价指标、定义和计算方法及规定值的不同,并以二十种不同道路为例、定量讨论了两种标准在亮度评价指标以及能耗上的差异;在此基础上,进一步探讨了标准节能与灯具节能的效果比较,并提出了根据不同交通及地域特点进行标准选择、提高节能水平的建议。     

光纤端头涂覆层处理技术对出光效果的影响

为提高光纤的出光效果,保证光纤照明系统的可靠性,本文采用涂覆层处理技术对光纤端头进行处理,并通过照度计测量光纤的出光照度,通过对比分析,得出结论:端头剥去一定长度的涂覆层的光纤可以提高光纤照明系统的出光效果。     

基于LED光源的TIR透镜的优化设计

为提高LED光能利用率,设计了一种自由曲面的全内反射(TIR)透镜。根据LED的光能分布特点,通过控制光线路径得到TIR透镜折射面和反射面轮廓曲线上的离散点,利用插值得到样条曲线,再经旋转360°得到TIR透镜的模型。利用Tracepro软件对经TIR透镜的光线进行追迹,根据光能利用率要求优化透镜结构,得到在保持透镜小尺寸的同时,光能利用率为95.26%,光束的发散角控制在±15°以内。