基于折射-反射-折射结构的LED准直系统设计

为解决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理论,提出一种面向大功率LED的准直系统设计方法,采用折射-反射-折射式(RXR)的光学系统对LED大角度范围内的出射光收集并准直,得到较小发散角度的准直光束。首先利用光学扩展量守恒定律、边缘光学原理以及同步多曲面(SMS)设计方法计算系统轮廓曲线上点的坐标,然后在SolidWorks中对坐标点进行拟合得到轮廓曲线,进而得到整个系统模型及适合数控加工的面型数据,其出光口径为50mm。借助光学仿真软件TracePro进行模拟,发现光束发散半角在±1.3°左右,能量利用率在90%以上。结果表明,用该种方法设计的准直系统结构简单,体积小,便于应用,有效实现对LED出射光的收集和准直。