Расчёт компактной оптики для формирования заданных распределений освещённости
Асланов Э.Р., Досколович Л.Л., Моисеев М.А.

Аннотация:
Предложена компактная оптическая система, состоящая из тонкого коллиматора и микролинзового массива, для равномерного освещения областей различной формы. Представлены аналитические формулы для расчёта микролинз массива. Результаты моделирования рассчитанных оптических элементов в пакете прикладных программ Zemax показывают высокую равномерность освещения областей квадратной, прямоугольной и линейной форм.

Ключевые слова :
свободная поверхность, коллиматор, геометрическая оптика, светодиод, трассировка лучей.

Литература:

  1. Pengfei, P. On a Monge-Ampere equation arising in geometric optics / P. Pengfei, W. Xu-Jia // J. Differential Geom. – 1998. – Vol. 48(2). – P. 205-223.
  2. Knowles, I. Radially symmetric solutions of Monge-Ampere equation arising in the reflector mapping problem / I. Knowles [et al.] // Proceedings of the UAB International Conference on Differential Equations and Mathematical Physics, Lecture Notes in Math, 1987. – P. 361-374.
  3. Parkyn, W. Free-form illumination lenses designed by a pseudo-rectangular lawnmower algorithm / W. Parkyn and D. Pelka // Proc. SPIE. – 2006. – Vol. 6338. – P. 633808-633815.
  4. Muschaweck, H.R. Tailoring freeform lenses for illumination / H.R. Muschaweck // Proc. SPIE. – 2001. Vol. 4442. – P. 43-50.
  5. Winston, J.M.  Nonimaging Optics / J.M. Winston. – Elsevier, 2005.
  6. Fournier, F. Designing freeform reflectors for extended sources / Florian R. Fournier, William J. Cassarly, Jannick P. Rolland // Proc. of SPIE. – 2009. – Vol. 7423. – P. 742302-742314.
  7. Fournier, F. Fast freefrom reflector generation using source-target maps / Florian R. Fournier, William J. Cassarly, Jannick P. Rolland // OPTICS EXPRESS. – 2010. – Vol. 18, N 5.
  8. Michaelis, D. Cartesian oval representation of freeform optics in illumination systems / D. Michaelis, P. Schreiber and A. Bäuer / OPTICS LETTERS. – 2011. – Vol. 36, N 6.
  9. Досколович, Л.Л. Расчёт преломляющих оптических элементов для формирования заданных распределений освещённости в прямоугольных областях с большим соотношением сторон / Л.Л. Досколович, М.А. Мои­сеев, А.Х. Султанов // Компьютерная оптика. – 2009. – Том 34, №4. – С. 469-475.
  10. Досколович, Л.Л. Градиентный расчёт преломляющей сплайн-поверхности из условия формирования заданного распределения освещённости / Л.Л. Досколович, М.А. Моисеев // Компьютерная оптика. – 2010. – Т. 33, №1. – С. 37-42.
  11. Wang, L. Discontinuous free-form lens design for prescribed irradiance / L. Wang, K. Q, Y. Luo // Applied Optics. – 2008. – Vol. 6. – P. 3716-3723.
  12. Wang, L. Design of compact freeform lens for application specific light-emitting diode packaging / Kai Wang, Fei Chen, Zongyuan Liu // Optics Express. – 2010. – Vol. 18, N 2.
  13. Wang, L. Freeform LED lens for rectangularly prescribed illumination / L. Wang, S. Liu, F. Chen, Z. Qin, Z.Y. Liu and X.B. Luo // Pure Appl. Opt. – 2009.
  14. Sun, L. Free-form microlens for illumination applications / Liwei Sun, Shangzhong Jin and Songyuan Cen // Applied Optics. – 2009. – Vol. 48, N 29.
  15. Wu, R. Freeform lens arrays for off-axis illumination in an optical lithography system / Rengmao Wu, Haifeng Li, Zhenrong Zheng, Xu Liu // Applied Optics. – 2011. – Vol. 48, N  29. – P. 725-732.
  16. Marshall, T. LED chip package with four LED chips and integrated optics for collimating and mixing the light / Thomas M. Marshal // US Patent Application, 2003. – 0076034 A1.
  17. Marshall, T. LED collimation optics with improved performance and reduced size / Thomas M. Marshal // US Patent, 2004. – US 6547423 B2.
  18. Rizkin, A. Portable luminaire / Alexander Rizkin // US Patent, 2005. – US 7744246 B2.
  19. Aslanov, E. Ultra-slim collimator with an inverse design / Emil Aslanov, Nikolay Petrov, Alexey Borodulin, Georgy Tananaev // Proc. SPIE. – 2011. – Vol. 8170.
  20. Асланов, Э. Тонкий коллиматор для светодиодов / Э. Асланов, Л. Досколович // Компьютерная оптика. – 2012. – Т. 36, №1. – С. 96-101.
  21. http://www.zemax.com
  22. Kemp, M. Science in culture: A trick of the tiles / Martin Kemp // Nature. – 2005.
  23. Gardner, M Penrose Tiles to Trapdoor Ciphers / Martin Gardner // Cambridge University Press, 1997.
  24. Гончаров, А. Квазикристаллы и узоры Пенроуза / А. Гончаров // Квант. – 1986. – №6.
  25. Сойфер, В. Расчёт ДОЭ в приближении геометрической оптики / Л.Л. Досколович, Н.Л. Казанский, В.А. Сойфер. – М.: Физматлит, 2007. – С. 736.
© 2009, ИСОИ РАН
Россия, 443001, Самара, ул. Молодогвардейская, 151; электронная почта: ko@smr.ru ; тел: +7 (846) 332-56-22, факс: +7 (846) 332-56-20