發光二極管，或者LED，近幾年已經超越了白熾燈光源，應用也越來(lái)越廣泛。LED具有(yǒu)尺寸小(xiǎo)、發光效率高(gāo)、使用壽命長[1]等優點。LED也有(yǒu)光學工程師(shī)必須處理(lǐ)的不良特性，比如混色和(hé)準直的需要。在這個(gè)例子中，我們看一個(gè)混合準直透鏡的示例。
FRED模型
LED在整個(gè)半球上(shàng)發光，但(dàn)是大(dà)多(duō)數(shù)照明(míng)應用中要求對輸出的光的方向進行(xíng)控制(zhì)。一個(gè)簡單的正透鏡不足以将大(dà)角度光折射成準直光束。為(wèi)了重新定向所有(yǒu)發射光，可(kě)以設計(jì)一個(gè)混合折射/反射透鏡。混合準直器(qì)的一個(gè)例子如圖1所示。中央部分由正的軸錐鏡構成，用來(lái)折射具有(yǒu)小(xiǎo)發射角的光線，外側部分為(wèi)傾斜的抛物面。該區(qū)域利用全內(nèi)反射來(lái)重新定向具有(yǒu)大(dà)發射角度的光線。
圖1.放置在LUMILEDS Rebel Amber LED[2]上(shàng)折射/反射準直透鏡的光線追迹示意圖
為(wèi)了評估混合透鏡的準直性能，光的強度在距離LED 1m外的探測平面上(shàng)評估。沒有(yǒu)準直器(qì)時(shí)，檢測到+/-50° FWHM的強度。添加準直器(qì)後，強度顯著地減小(xiǎo)到了+/-6° FWHM（圖2）。
圖2a 來(lái)自LUMILEDS Rebel Amber LED沒有(yǒu)混合準直透鏡的強度
圖2b來(lái)自LUMILEDS Rebel Amber LED具有(yǒu)混合準直透鏡的強度
[1] “New Report Explores the Global Industrial and Commercial LED Lighting Market to Be Propelled by Government Prohibition on the Use of Incandescent Lamps.” WhaTech. September 28, 2015. Accessed September 29, 2015.
https://www.whatech.com/market-research/consumer/97505-global-industrial-and-commercial-led-lighting-market-to-be-propelled-by-government-prohibition-on-the-use-of-incandescent-lamps.
[2] “LUXEON Rebel and LUXEON Rebel ES Colors.” LUMILEDS. Accessed September 29, 2015.
http://www.lumileds.com/products/color-leds/luxeon-rebel-color
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