摘要：针对集成光源难以实现小发光角的问题,提出了一种大功率COB光源实现窄光束的设计方法。根据COB光源的出射光分布以及预设的光分布范围选用折射-折射(RR)系统。以选定的COB光源的光谱分布及配光曲线为标准建立光源模型,由复合抛物面(CPC)实现朗伯光源60°的聚光之后,再利用光学扩展量守恒以及同步多曲面方法(SMS)求得透镜前后两个曲面轮廓上点的坐标,进行曲线拟合获得轮廓曲线,进而得到透镜的三维模型。采用光学仿真软件对系统进行光线追迹,结果表明:系统在出光口处的发散角控制在30°之内,半光强度角为11.336°,整体光效达到89.398%,效果良好。

摘要：为了解决高功率白光LED光源输出高均匀度窄光束的问题,设计了一种由复合抛物面反射器、菲涅尔透镜和非球面透镜组成的照明系统。设计中以板上芯片型(COB)集成光源的配光曲线为依据构建光源仿真模型,由复合抛物面反射器实现大角度光线初次会聚之后,再由菲涅尔透镜控制溢散光,最后利用非球面透镜进行准直配光。采用TracePro进行蒙特卡洛光线追迹,根据仿真得到的系统性能指标,并研制出实物装置进行实验测试。最终测试结果表明:窄光束均匀照明系统可以输出±7.9°的光束,并且在距离系统出光面0.7 m左右的区域形成均匀度超过96%的圆形光斑,整体光效达到60%。

摘要：蓝光半导体激光器激发荧光粉产生白光光源技术发展迅速,但由于大功率蓝光半导体激光器在快轴、慢轴方向的光场分布差别较大,使得日前激光照明整体光学性能仍旧较差,难以实现大规模推广应用。针对该问题,设计了一款高质量激光照明光学系统,基于蒙特卡洛光线追踪理论,对激光光束进行准直调控、均匀光斑整形以及对荧光片进行设计,使得整体光源模块各元件得到最佳整合,最终实现了窄光束激光照明。仿真结果表明:激光光源的光收集率达98.3%,激光光斑的不均匀度为1.7%,白光均匀度为98%,光斑是出射准直角为1.6°的方形窄光束白光光斑。