空间光强分布对LED发光强度测量的影响

文章从平均LED发光强度的定义出发,介绍了一种确定LED光度中心位置的方法,研究了空间光强分布对平均LED发光强度测量结果的影响,并分析了探测器接收的立体角范围内的配光特性与不同条件下平均LED发光强度测量结果相对误差之间的联系。     

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。     

一体化封装的LED仿真

以自主研发的一体化封装LED为模型,使用光学模拟软件TracePro对该模型的配光进行仿真。为了优化该模型的光强分布及出光率,对比分析了不同反光杯张角及透镜形状对LED配光性能的影响。仿真结果表明:反光杯张角及透镜形状对LED的光强分布及出光率均有较强影响。45°反光杯张角有着较好的光强分布。添加透镜可以提高出光率,扁平透镜可以达到较高的出光率。45°反光杯张角加半球形透镜在光强分布与出光率上取得均衡。     

投影型莫尔法的成像理论研究

研究了基于莫尔条纹的三维轮廓测量技术的光学成像原理。以余弦光栅作为投影光栅和参考光栅,对投影型莫尔法从物理光学的角度进行了理论分析。采用菲涅耳衍射公式和傅里叶变换得出了输出面上的光场的理想计算公式。在计算机上采用描点法模拟出变形光栅的光强分布,该光强分布为余弦函数,与实验图片的结果一致,还得出了最终变形光栅像的光强分布。与从几何光学的角度分析结果相比,物理意义更明确。利用上述结果推导出了莫尔条纹的光强分布函数,同时也推出了高度和相位的关系。该结果为基于莫尔条纹的三维轮廓测量技术提供了理论基础。     

隧道灯具配光曲线优化及布灯参数影响研究

从隧道照明亮度均匀度出发,以《公路隧道照明设计细则》的评价标准为约束条件,利用逐点法优化建立了一种基于隧道结构参数的灯具配光模型。通过DIALUX光学软件构建仿真隧道场景,将隧道结构参数代入该灯具配光模型计算出适配的灯具配光曲线,并对设计灯具的照明性能进行了实验验证。结果表明,采用该模型设计的照明灯具,可以保证隧道环境的平均照度、平均亮度、亮度均匀度和纵向亮度均匀度均满足国家评价标准。此外,在实验中通过调节多项隧道参数（布灯方式、灯具安装仰角和安装间距）,对照明质量进行对比分析,得出设计灯具在初始隧道参数下照明质量和节能性均最佳的结论,验证了隧道灯具配光模型的高效性,并证明了该模型在隧道灯具设计领域具有很好的应用推广价值。     

一种测量激光光强按角度分布的新方法

提出了一种新的测量方法,用于测量近似点光源或线光源在相同半径处光强按角度的分布.测量系统由旋转装置、角度探测系统和光强探测系统三部分组成.利用该系统对多模光纤耦合激光器光强分布进行了实际测量.结果表明,采用高斯光束形式可以较好地描述该光束光强的远场分布,由拟合曲线得出的光强按角度分布规律与实验所用光纤数值孔径相符,进一步说明了该实验方法的可信性与可靠性.     

自由曲面底板的LED 光学设计

提出了一种基于自由曲面底板的LED 配光新方法,采用TracePro 软件设计自由曲面并进行仿真分析。结果表明:将LED 芯片直接贴装在带有自由曲面的底板上,可以获得较大的出光角度,半光强角达到60,比传统反光杯的配光方式获得的半光强角增大25。此外,通过这种新方法可获得高光效和高均匀照度的照明模式,在实现相同的目标平面平均照度时,总光通量比传统配光方式减少25%,照度的衰减减少了60%。通过调节自由曲面底板的形状进行配光,可根据需要获得不同的照明效果,实现高品质的LED 照明。     

延迟位相在大功率CO_2多模激光束传输与聚焦中的重要性

采用激光光束的延迟位相分析法,研究了大功率CO_2激光束传输与聚焦时光束横截面的大小和光强分布的变换规律。采用大功率激光束光斑质量诊断仪测量了TLP6000型CO_2激光束在不同位置处横截面的大小和光强分布,理论分析与实际测量结果相吻合。根据延迟位相分析法,设计了在焦点附近获得最小的光强起伏变化的光学变换系统。     

LED路灯的光学系统研究与设计

随着大功率LED光源和照明技术的发展,LED已经广泛的应用于照明领域,这也给灯具的配光设计带来了新的挑战.本文从LED光源应用于道路照明的实际要求出发,对LED路灯的光学系统和灯具的配光要求进行了研究,设计出了一种混合型反射罩光学结构,同时调整每列光源的偏转角度,并通过光学仿真软件进行了仿真,从而达到路灯照叫所要求的均匀矩形配光.     

多角度动态光散射角度误差对权重估计的影响

角度权重估计是多角度动态光散射测量技术的重要环节,其方法可依赖于光强均值或光强自相关函数基线。角度误差对颗粒粒度分布测量准确性的影响在很大程度上取决于角度权重系数的估计。通过对模拟和实测动态光散射数据的反演,研究了角度误差对基线值法和光强均值法进行权重估计对粒度分布反演的影响。结果表明:采用两种方法进行角度加权,无角度误差时反演结果无显著差异。存在角度误差时,误差对光强均值法反演结果的影响大于基线值法,并且对大颗粒的影响显著大于对小颗粒的影响。导致这一结果的原因在于,当散射角存在误差时,基于Mie理论的光强均值法得到的权重系数为理论值,与实测的光强自相关数据所对应的权重系数存在偏差。而且随着颗粒粒径的增大,Mie散射光强随散射角变化呈现出更为剧烈的波动,致使这种偏差加大。因此,采用基于Mie散射理论的光强均值法进行角度加权,对多角度光散射测量装置应提出较高的精度要求。     

PWM数字可调均匀光源的设计

发光二极管(Light Emitting Diode,LED)作为一种场致发光光源,已经获得广泛的应用,但在影像测量中的下照明领域还处于起步和探索阶段。影像测量中,光照不均匀或者光强不适,都会影响所拍摄图像的质量。为获得高质量的图像,设计一种基于PWM数字可调的均匀光源系统,用于下照明的影像测量。系统通过正交实验法获得环形的LED阵列、灯的倾角、LED灯的数量、LED的环形直径等,搭建光源系统,使得LED环形阵列在视场2cm内获得均匀的光强,结合LED发光特性设计PWM脉冲发生电路,通过上位机的软件让均匀光源强度256级可调,适合各种不同的场合,增强实用性。实验数据表明,利用光学显微影像测量系统,在最小放大倍率0.7倍以及最大放大倍率4.5倍两种极端情况下,检测4个级别的光强均匀性都超过了83%。该系统完全能够在影像测量中达到要求。     

利用点光源干涉测量平板的楔角

运用光的干涉理论 ,分别讨论了点光源在楔形平板情况下的干涉条纹及光强分布 ,并推导出测量平板楔角的一种新方法。运用该方法时平板楔角进行了测量 ,获得了精确的结果 (不确定度 <10 - 5)。     

Design of an efficient projector for LED flat lamp without light guide plate

An efficient LED projector is designed for the LED flat lamp without light guide plate （LGP）, in order to get high-efficiency lighting capablility and low cost of LED flat lamp. By employing refraction and total reflection, uni- form intensity distribution of the emergent light and high-efficiency lighting capablility are achieved. The simulation results show that the output efficiency and intensity distribution on LED flat lamp panel depend on the distance be- tween projector and output panel, the rotation angle of the projector and the gap between projector and LED. It per- forms well in both lighting efficiency and uniformity, while a distance of 5 mm, a rotation angle of 2° and a gap of 1.2 mm are used with the panel size of 240 mm×360 mm in the LED flat lamp without LGP. And 96.6% of optical uni- formity is achieved.     

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。     

超高亮度LED测量问题

从原理上讨论了高亮度LED光强测试不确定性大的问题，大多数发光二极管不能被看作点光源，因此实际测量的是平均发光强度，它的测试结果与测试装置结构有关。为解决这个问题，CIE(国际照明委员会)制定并推荐标准测试条件A，B。介绍了根据CIE-127文件设计的平均LED发光强度测试仪；讨论了LED光通量和颜色测量问题，介绍了色温和相关色温测试的方法。对今后的测量和测试标准问题提出了意见。     

方波调制消除Wollaston 棱镜非线性系数对空间测角的影响

建立了一种基于Wollaston 棱镜偏振分束的空间测角模型。对于Wollaston 棱镜出射光强对系统测角精度带来的影响做了简要的理论分析和仿真,仿真结果表明出射光强偏离马吕斯定律,出现了一定的非线性偏差,且Wollaston 棱镜的非线性偏差对空间测角装置的测角精度影响很大,降低了装置的实用价值。提出了一种采用方波磁光调制提高测角精度的方法,该方法有效消除了Wollaston 棱镜的非线性系数、磁光玻璃的调制度波动、电路增益差异及光强波动的影响,且该方法相对正弦磁光调制方法更容易实现。最后通过相关的对比实验,采用该方法系统在-8~+8范围内能够达到15 的测角精度。     

Computer Modeling and Simulation Evaluation of High Power LED Sources for Secondary Optical Design

Proposed and demonstrated is a novel computer modeling method for high power light emitting diodes（LEDs）. It contains geometrical structure and optical property of high power LED as well as LED dies definition with its spatial and angular distribution. Merits and non-merits of traditional modeling methods when applied to high power LEDs based on secondary optical design are discussed. Two commercial high power LEDs are simulated using the proposed computer modeling method. Correlation coefficient is proposed to compare and analyze the simulation results and manufacturing specifications. The source model is precisely demonstrated by obtaining above 99% in correlation coefficient with different surface incident angle intervals.     

LED交通信号灯光学设计

设计了一款在规定角度范围内光强均匀分布且直观无明显的颗粒感的LED 交通信号灯。将高亮度LED 的出射光用菲涅耳透镜进行准直,利用斯涅尔定律,设计了枕型透镜来实现指定方向上的照明,并将之排成阵列,以获得一定角度范围内的光强均匀分布。利用ZEMAX 光学设计软件对设计方案进行了模拟,分别给出了水平和竖直两个方向上角度光强均匀分布的结果。通过仿真人眼对信号灯的成像,呈现人眼的观察效果,结果表明该设计满足设计要求。