摘要：采用基于梯度和形状因子的网格优化方法适配能量分布并提升映射关系的可积性,在光源投影单位圆和目标面内分别进行等量初始四边形网格划分,使节点一一对应,并构建网格面积和映射关系可积性的权重评价函数。在保证所有节点位置拓扑关系不变的条件下,通过面积差场梯度和形状因子迭代调整网格分布,使映射关系满足能量分布要求同时优化可积性。基于网格优化的映射关系求解自由曲面并生成透镜,仿真所得非均匀光斑满足设计要求。该方法简化了平滑映射关系的求解过程,可以作为一种高效设计方法用于非均匀自由曲面透镜设计。

摘要：以GaN基功率型发光二极管(LED)为代表的半导体照明光源,具有其他传统光源无法比拟的诸多优点,被公认为21世纪最有价值的新型光源。充分发挥功率型LED的优势,利用非成像光学进行面向实际应用的功率型LED封装光学系统设计,以高端半导体照明光源的制造为突破点,带动整个半导体照明产业的快速进步,已成为半导体照明技术发展的战略选择。回顾了非成像光学的历史、研究进展以及在半导体照明中的应用,并通过设计实例,介绍了面向功率型LED光线耦合、二维给定光分布以及三维给定光分布问题的非成像光学系统设计原理与解决方案。

摘要：为解决发光二极管(LED)作为朗伯光源难以直接应用的问题,运用非成像光学设计方法,实现了一种新型的基于LED的均匀照明系统,它能够在一个特定位置的屏幕上形成一个具有特定尺寸的均匀圆形光斑。使用基于蒙特卡罗法的光线追迹软件对该光学系统进行模拟仿真,结果显示屏幕上光斑的均匀度优于85%,系统效率高于82%。

摘要：本文主要研究和讨论了采用LED作为光源的照明系统的二次配光器件设计方法以及经过配光后的照度分布。在过去的五十年中,照明光学技术取得了重大的发展和进步,一些新的技术和应用逐渐出现并被应用到照明行业的各个领域,如背光照明领域、户外照明领域,室内照明领域以及投影显示领域等等,而这些技术的核心问题就是如何获得预先设定形状的照度分布。与成像光学不同,照明光学系统属于非成像光学的范畴。因此,在本文中,对照明领域中基本问题的回答将从非成像光学的角度论述,这些观点包括了一些新的设计思想和设计理念,例如"边缘光线理论"、"光学扩展量守恒"、"最大收集率"等等,试图建立一个完整的应用于LED照明二次光学设计的框架。

摘要：应用非成像光学的原理,介绍一种简单、实用的旋转对称反射器的自由曲面设计方法——环带法。提出环带法的设计思路,将光源的出光分布和灯具光学组件的出光分布分别按一定的角度间隔平均划分为不同的环带区间,根据不同环带区的光通量值差异进行一系列的对比分析,从而确定光源出射光线与灯具出射光源的对应关系,最终确定反射面的斜率,求解由斜率构成的二元一次方程组便可得到反射曲线的线形。描述了环带法的详细设计步骤和细节,并通过针对LED光源的具体应用实例加以验证,最终实现对光源的精确配光,设计吻合程度可达98.4%。

摘要：针对衍射型微透镜阵列的激光匀束系统提出一种新的优化设计方法。利用非成像光学中的等能量映射方法,建立了基于Macro宏语言的自定义优化函数。系统采用微透镜阵列和聚光球面镜作为匀光元件,在Zemax软件的序列模式中对微透镜阵列单元的非球面面型进行自动优化,实现了照度均匀性大于90%、能量利用率为83%的6mm×6mm方形光斑的优化设计。采用TracePro光学软件对设计结果进行了仿真验证。此方法无需传统方法复杂的数学计算和器件参数的反复调整,是一种十分有效的微透镜阵列激光匀束系统的设计方法。

摘要：目前,LED的应用越来越广泛,但在信号指示灯或室内照明等领域要求其光强均匀分布。提出了一种实现均匀光强反射器的设计方法,该方法根据能量守恒建立了LED光源与目标面的能量对应关系,采用差分的方法求解反射器面形,并利用光学仿真软件分析研究了反射器的出光角度与其结构参数、光强均匀度的关系。最后设计了一款半角为30°的均匀光强反射器,其光强平台均匀度为0.96,光强平台宽度比为0.86,能量利用率高达99.9%,接受面上光斑的照度均匀性也较好。该反射器同时实现了均匀光强和均匀照度。

摘要：针对现有发光二极管(LED)汽车后转向灯存在的配光性能不准确、能量利用率低等问题,设计了一款准直配光一体化的LED后转向灯透镜。该透镜根据非成像光学原理和斯涅尔定理,通过迭代求解的方法设计而成,其高度为8.32 mm,直径为12.64 mm。利用光学软件TracePro对实际光源和后转向灯透镜进行光线追迹模拟,结果表明:在x方向±80°,y方向±80°的矩形区间,发光强度均大于1.6 cd;在x方向±20°,y方向±10°内发光强度呈近似矩形分布,且各测试点结果均满足GB17905-2008要求。该透镜可精确控制LED发出光线,有利于提高配光性能及能量利用率。

摘要：随着科技水平的不断提高,照明光学技术也获得了空前的发展和进步。与成像光学有所不同,照明光学系统属于非成像光学的范畴。为了更好地研究非成像光学在LED照明系统中的应用,本文首先介绍了非成像光学及其相关概念,进而阐述了LED的特点及分类,最后提出非成像光学在LED照明系统设计中的具体应用。

摘要：介绍了新一代LED光源的优点和缺陷．回顾了非成像光学的历史以及自由曲面在半导体LED照明中的应用，同时介绍了LED准直光源和LED光源产生均匀照度的光学设计方案．