Оптимизация параметров планарной бинарной линзы для видимого диапазона излучения
Налимов А.Г., Котляр В.В.

Аннотация:
Расчёт осесимметричных оптических элементов светодиодов, содержащих поверхность, работающую по принципу полного внутреннего отражения, сведён к численному интегрированию дифференциальных уравнений первого порядка, разрешённых относительно производной. Рассчитаны примеры оптических элементов, формирующие равномерные распределения интенсивности и освещённости в областях с угловым размером 40°. Световая эффективность рассчитанных оптических элементов составляет 90–92 % при неравномерности формируемого распределения освещённости менее 4 %. Получена зависимость неравномерности формируемого светового распределения от размеров протяжённого источника. Показано, что разработанные методы демонстрируют хорошую работоспособность в случаях, когда расстояние до внутренней поверхности в 5 раз и более превышает характерный размер источника.

Ключевые слова :
формирующая оптика, вторичная оптика, полное внутреннее отражение, распределение освещённости, распределение интенсивности, асферическая поверхность.

Литература:

  1. Guan, P. On a Monge-Ampere equation arising in geometric optics / P. Guan, X.-J. Wang // Journal of Differential Geometry. – 1998. – Vol. 48, N 2. – P. 205-223. – ISSN 0022-040X.
  2. Sun, L. Free-form microlens for illumination applications / L. Sun, Sh. Jin, S. Cen // Applied Optics. – 2009. – Vol. 48, N 29. – P. 5520-5527. – ISSN 0003-6935.
  3. Zhenrong, Zh. Freeform surface lens for LED uniform illumination / Zh. Zhenrong, H. Xiang, L. Xu // Applied Optics. – 2009. – Vol. 48, № 35. – P. 6627-6634. – ISSN 0003-6935.
  4. Jiang, J. Optical design of a freeform TIR lens for LED streetlight / J. Jiang, S. To, W.B. Lee, B. Cheung / Optik. – 2010. – Vol. 121. – P. 1761-1765. – ISSN 0030-4026.
  5. Vazquez-Molini, D. High-efficiency light-emitting diode collimator / D. Vazquez-Molini, M. Gonzalez-Montez, A. Alvarez, E. Bernabeu // Opt. Eng. – 2010. – Vol. 49, N 12. – P. 123001. – ISSN 0091-3286.
  6. Zhao, Sh. Lens design of LED searchlight of high brightness and distant spot / Sh. Zhao, K. Wang, F. Chen, D. Wu, Sh. Liu // J. Opt. Soc. Am. A. – 2011. – Vol. 28, N 5. – P. 815-820. – ISSN 1084-7529.
  7. Kari, Th. Reliability of point source approximations in compact LED lens designs / Th. Kari, J. Gadegaard, Th. Son­dergaard, Th.G. Pedersen, K. Pedersen // Opt. Express. – 2011. – Vol. 19, N S6. – P. A1190-A1195. – ISSN 1094-4087.
  8. Досколович, Л.Л. Расчёт радиально-симметричных преломляющих поверхностей с учётом френелевских потерь / Л.Л. Досколович, М.А. Моисеев // Компьютерная оптика. – 2008. – Т. 32, № 2. – С. 201-203. – ISSN 0134-2452.
  9. Elmer, W.B. Optical design of reflectors. Part 2 / W.B. Elmer // Applied Optics. – 1978. – Vol. 17, N 7. – P. 977-979. – ISSN 0003-6935.
© 2009, IPSI RAS
Institution of Russian Academy of Sciences, Image Processing Systems Institute of RAS, Russia, 443001, Samara, Molodogvardeyskaya Street 151; E-mail: ko@smr.ru; Phones: +7 (846) 332-56-22, Fax: +7 (846) 332-56-20