發(fā)光二極管，或者LED，近幾年已經(jīng)超越了白熾燈光源，應(yīng)用也越來越廣泛。LED具有尺寸小、發(fā)光效率高、使用壽命長[1]等優(yōu)點(diǎn)。LED也有光學(xué)工程師必須處理的不良特性，比如混色和準(zhǔn)直的需要。在這個(gè)例子中，我們看一個(gè)混合準(zhǔn)直透鏡的示例。
FRED模型
LED在整個(gè)半球上發(fā)光，但是大多數(shù)照明應(yīng)用中要求對(duì)輸出的光的方向進(jìn)行控制。一個(gè)簡單的正透鏡不足以將大角度光折射成準(zhǔn)直光束。為了重新定向所有發(fā)射光，可以設(shè)計(jì)一個(gè)混合折射/反射透鏡。混合準(zhǔn)直器的一個(gè)例子如圖1所示。中央部分由正的軸錐鏡構(gòu)成，用來折射具有小發(fā)射角的光線，外側(cè)部分為傾斜的拋物面。該區(qū)域利用全內(nèi)反射來重新定向具有大發(fā)射角度的光線。
圖1.放置在LUMILEDS Rebel Amber LED[2]上折射/反射準(zhǔn)直透鏡的光線追跡示意圖
為了評(píng)估混合透鏡的準(zhǔn)直性能，光的強(qiáng)度在距離LED 1m外的探測平面上評(píng)估。沒有準(zhǔn)直器時(shí)，檢測到+/-50° FWHM的強(qiáng)度。添加準(zhǔn)直器后，強(qiáng)度顯著地減小到了+/-6° FWHM（圖2）。
圖2a.來自LUMILEDS Rebel Amber LED沒有混合準(zhǔn)直透鏡的強(qiáng)度
圖2b來自LUMILEDS Rebel Amber LED具有混合準(zhǔn)直透鏡的強(qiáng)度
[1] “New Report Explores the Global Industrial and Commercial LED Lighting Market to Be Propelled by Government Prohibition on the Use of Incandescent Lamps.” WhaTech. September 28, 2015. Accessed September 29, 2015.
https://www.whatech.com/market-research/consumer/97505-global-industrial-and-commercial-led-lighting-market-to-be-propelled-by-government-prohibition-on-the-use-of-incandescent-lamps.
[2] “LUXEON Rebel and LUXEON Rebel ES Colors.” LUMILEDS. Accessed September 29, 2015.
http://www.lumileds.com/products/color-leds/luxeon-rebel-color
|
