基于负焦距透射结构的自由曲面准直透镜设计

摘要：

为了有效提高半导体发光二极管(LED)光学系统的空间利用率,设计了一款基于负焦距透射结构的自由曲面准直透镜.该准直透镜分为透射准直和反射准直两部分,设计基于几何光学、斯涅耳定律以及能量守恒定律,通过使用Matlab软件编写算法迭代计算得到透镜的2D曲线数据,然后将2D曲线数据导入Solidworks软件旋转360°后得到准直透镜的3D模型,再导入光学建模软件Lighttools进行光线追迹,根据接收面上的光斑情况对准直透镜进行优化,优化后的准直模块经过模拟仿真,光能利用率为88.45％,光束角为±2.23°,具有优越的准直性能,相比传统的单透射自由曲面准直透镜,采取负焦距透射结构设计的准直透镜体积同比减少63.13％,能更有效地实现对LED光线的调控并减小透镜的体积.

关键词：光学设计与制造、准直光学设计、负焦距结构、自由曲面、算法设计、斯涅耳定律

所属期刊栏目：59

分类号：O439(光学)

资助基金：国家自然科学基金;教育部基金;广东省重点领域研发计划项目;广东省基础与应用基础研究基金;广东省基础与应用基础研究基金;广东省教育厅特色创新项目;广东省省级科技计划项目;广东省科学院专题三千名博士后计划;广州市科技计划;广州市科技计划项目;华南师范大学青年基金

在线出版日期：2022-11-03（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：355-364