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相似文献
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1.
汽车前照灯用LED光源的光学设计   总被引:2,自引:0,他引:2  
LED光源作为汽车照明系统的一门关键技术,LED汽车前照灯的配光设计是一个具有挑战性的研究课题。根据光通量及色度指标的要求选择LED光源,采用抛物面反射器并结合两者的偏移与旋转来分析光分布。每个LED光源拥有独立的光学系统,并负责配光屏上不同区域的照度,近光系统采用8个LED,远光系统采用10个LED。用CATIA三维设计软件画出组合反射器模型图,通过光学软件Tracepro反复调用不同的模型来追迹光线得到最后的配光效果。设计中无需配光镜、挡光板以及复杂的计算程序,设计周期短、配光效果好,给出的配光模拟照度值完全符合最新出台的GB4599-2007标准。  相似文献   

2.
为了使车辆驾驶员在夜间能够得到充足的照明,并且避免对面会车司机眩目,设计了具有明暗截止线的近光系统。根据GB25991 2010汽车用LED前照灯配光标准,尝试使用大功率白光LED和结构简单、光学利用率高的自由曲面反射镜(FFR)来实现前照近光灯的设计。以非成像光学为理论基础,建立了LED光源出射光角度和照明面上坐标的对应关系,结合折反射定律计算自由曲面上点的坐标。合理划分基础面,并优化调整各子面的面型数据,实现配光要求。采用3颗LED共同实现近光功能,每颗LED均有各自独立的光学系统。测试结果表明:设计的光学系统效率达到54%,且近光截止线清晰,满足标准对各测试点照度的要求。  相似文献   

3.
为满足目标面上均匀照明的需求,设计了一款自由曲面透镜。根据LED光源的发光特点,结合光学成像的特性,非成像光学原理和能量守恒定理,推导出实现光能量在目标面上均匀分布的自由曲面面形的微分方程,采用matlab的ode算法求出面形上的离散坐标点,对离散坐标点拟合后得到透镜模型,通过光学模拟仿真软件对透镜模型进行光线追迹。结果表明,配光角度为80°的透镜,透镜的口径与光源发光面宽度之比大于等于9时,目标面上的照度均匀性大于0.9,光能利用率约为85%。该设计方法可以快速精确地设计出所需的透镜,而且透镜结构紧凑,单颗就能实现均匀照明,有利于LED光源照明系统的小型化。  相似文献   

4.
朱骞  朱向冰 《光学技术》2012,38(4):427-430
为克服普通灯泡汽车前照灯耗能高、寿命短和现有LED(发光二级管,Light-Emitting Diodes)前照灯成本高的缺点,提出了一套采用小功率LED的汽车前照灯光学设计方案。采用48颗小功率LED,使得每颗LED照亮配光屏上的一块矩形区域。对单颗LED设计自由曲面透镜,光线经透镜出射形成一个矩形光斑。点亮不同的LED以及调整车灯的照射方向可以满足照明要求。模拟结果符合国家标准要求。采用小功率LED比普通灯泡寿命长,比大功率LED前照灯成本低,可靠性强,并且还能部分实现自适应前照灯的功能。  相似文献   

5.
提出发光二极管(LED)多向准直透镜的设计方法,利用多个自由曲面的全反射实现多向准直。基于LED的朗伯型配光展开研究,采用光学透镜配光,运用Matlab软件进行数值计算,得到自由曲面上的多个点坐标值,结合3D软件及TracePro设计出多向准直透镜。所得多向准直光束在同一个平面,该平面与LED发光面平行,各准直光束发散角均仅约3°。  相似文献   

6.
本刊讯 由于大功率LED的朗伯配光特性,往往难以直接满足不同照明要求,需要通过二次光学系统改善其光学性能。自由曲面透镜具有光能量控制准确、出光效率高等优点,已成为LED二次光学设计的主要发展趋势之一。武汉光电国家实验室MOEMS研究部根据改进的算法,设计了一款能实现均匀矩形光斑的LED非连续自由曲面透镜,并制作了PMMA材料与BK7玻璃材料两种样品。实验发现透镜在加工过程中主要存在两种缺陷:微米级表面粗糙度与非连续区域间圆滑构形误差。研究小组结合Monte Carlo光线追迹模拟仿真与实验测试,  相似文献   

7.
刘欣 《应用光学》2011,32(5):976-980
 二次光学元件是LED照明灯具的关键组成部分,其决定了灯具的光学效率和配光特征。依据斯涅尔定律、边缘光线原理、光束扩展度守恒等原理,根据照明灯具在X、Y方向的非对称配光的要求,提出一种复合曲面的数值设计方法,建立起LED 光源出射光线的角度与照明平面上的照明点的坐标的对应关系。根据对应关系迭代计算出复合曲面上其他点的空间坐标,把点坐标值导入CAD软件进行曲线重构,结合中间的凸透镜,就可以建立全反射复合曲面透镜的三维实体模型。在光学软件中对三维实体模型进行照明模拟,结果表明:通过复合曲面二次光学透镜作用于LED,可以在路面上形成均匀照明的矩形光斑。  相似文献   

8.
颜稳萍  郭震宁  林介本  甘汝婷  林木川 《光子学报》2015,44(1):122002-0122002
针对LED单自由曲面透镜近场大角度照明均匀性不足和出光效率低等问题,基于边缘光线理论和网格划分法,设计了内曲面为椭圆型,外曲面为自由曲面的LED双自由曲面大角度透镜.透镜内曲面对LED入射光线进行发散,外曲面对出射光线方向进行控制,实现大角度均匀照明,并减少全反射损失,提高出光效率.采用扩展光源文件对透镜模型进行光学仿真,并利用反馈优化法对外曲面进行优化,提高近场的照度均匀性.研究表明:在相同近场距离条件下,出光角度为143°、151.8°时,单自由曲面透镜照度均匀性为0.55和0.40,出光效率为92.0%和80%,而所设计的双自由曲面透镜照度均匀性为0.84和0.85,出光效率为98.8%和95.0%,照明效果明显改善.  相似文献   

9.
《光学技术》2015,(5):438-441
针对现有LED汽车近光灯使用朗伯型LED光源效率不高和结构复杂等问题,设计了一种基于空间光强分布为椭球状LED光源和后置吸光板的汽车近光灯光学系统。系统主要由LED光源、1/4椭球面反光罩、后置特定形状吸光板和配光透镜组成。运用TracePro软件进行光线追迹模拟,并根据软件模型制作出了光源与灯具实物,实测结果显示在25m远屏幕上光形可以很好地与模拟结果吻合。采用不同形状的后置吸光板可以实现国家标准(GB 25991-2010)规定的两种近光灯光型,并且整灯的发光效率为82%。  相似文献   

10.
采用逆向优化设计的方法设计发光二极管(LED)路灯透镜,提高LED路灯道路照明质量和能量利用率。以城市道路照明标准为约束,优化出最大亮度照度比的理想配光曲线。基于得到的理想配光曲线,透镜采用分离变量法设计自由曲面,将光源和目标面进行网格划分,形成能量对映关系。同时对曲面构造误差进行控制,再利用反馈优化法对透镜进行优化,使透镜的配光曲线趋于理想。仿真实验表明:采用逆向优化设计的LED路灯透镜,能很好地符合道路照明标准,亮度照度比为0.067,同时相对于传统的对称型LED路灯配光曲线节省20.2%的能耗,使LED路灯达到了高照明质量和高能量利用率的目的。  相似文献   

11.
Universal multiport photonic interferometers that can implement any arbitrary unitary transformation between input and output optical modes are essential to support advanced optical functions. Integrated versions of these components can be implemented by means of either a fixed triangular or a fixed rectangular arrangement of the same components. We propose the implementation of a fixed rectangular universal interferometer using a reconfigurable hexagonal waveguide mesh circuit. A suitable adaptation synthesis algorithm tailored to this mesh configuration is provided and the experimental demonstration of a rectangular multiport interferometer by means of a fabricated silicon photonics chip is reported. The 7‐hexagonal cell chip can implement 2 × 2, 3 × 3 and 4 × 4 arbitrary unitary transformations. The proposed hexagonal waveguide mesh operates in a similar way as a Field Programmable Gate Array (FPGA) in electronics. We believe that this work represents an important step‐forward towards fully programmable and integrable multiport interferometers.  相似文献   

12.
We introduce the concept of dispersive aperturing involving a beam truncation by hard-edge apertures where diameter of the processed beam changes upon frequency. Applied to focused waves, this procedure transforms power spectra at the focal point (and the surroundings). Waveforms at focus conserve pulse duration but carrier frequency may be altered substantially. In principle, some degrees of freedom allow carrier-frequency tuning at convenience.  相似文献   

13.
Guiding light in the low index region of a high refractive index contrast waveguide can be beneficial for many applications including sensing, nonlinear optics and electro‐optics. Existing methods to achieve this goal suffer from fabrication complexity, large loss, or poor optical confinement. We propose a simple structure to achieve a significant enhancement of light confinement in the low index medium. We explain the guiding principle of this structure using geometrical optics, and suggest a number of applications where this guiding structure can provide significant performance benefits. The combination of simplicity, ease of fabrication, and good confinement makes this waveguide an attractive choice for a wide range of applications. To illustrate this, we consider the integration of a nonlinear polymer with a silicon photonic waveguide, and show that significantly better performance with an easier fabrication process can be achieved using this new scheme.

  相似文献   


14.
José B. Almeida 《Optik》2005,116(6):270-276
The various non-linear transformations incurred by the rays in an optical system can be modelled by matrix products up to any desired order of approximation. Mathematica software has been used to find the appropriate matrix coefficients for the straight path transformation and for the transformations induced by conical surfaces, both direction change and position offset. The same software package was programmed to model optical systems in seventh order. A Petzval lens was used to exemplify the modelling power of the program.  相似文献   

15.
The paper shows that the Wigner distribution function of quantum optical coherent states, or of a superposition of such states, can be produced and measured with a classical optical set-up using classical coherent light fields. This measurement cannot be done directly in quantum optics since the quantum phase space variables correspond to non-commuting operators. As an example, the Wigner distribution function of Schrödinger cat states of light has been measured. It is also shown that the possibility of measuring the Wigner distribution function of quantum coherent states with classical coherent fields is unique in the sense that it cannot be extended to other quantum states, not even to the incoherent limit of the superposition of coherent states.  相似文献   

16.
An illusion counter-part displays the same scattering far-field pattern as that of a real object. In this paper, for the first time, we demonstrate that such an unreal illusion can be cloaked by an external cloak. This phenomenon shall be called ??cloak an illusion??. Numerical simulations were performed to demonstrate such a phenomenon.  相似文献   

17.
From a general model of fiber optics, we investigate the physical limits of soliton-based terabaud communication systems. In particular we consider Raman and initial quantum noise effects which are often neglected in fiber communications. Simulations of the position diffusion in dark and bright solitons show that these effects become increasingly important at short pulse durations, even over kilometer-scale distances. We also obtain an approximate analytic theory in agreement with numerical simulations, which shows that the Raman effects exceed the Gordon-Haus jitter for sub-picosecond pulses.  相似文献   

18.
非线性对称平板光波导TE模色散特性的近似计算   总被引:1,自引:0,他引:1  
本文利用微扰法,导出了克尔型非线性对称平板光波导TE模传播常数的近似计算公式。结果表明,本文公式得到的结果与精确结果吻合得很好。  相似文献   

19.
在简要介绍非线性光学的基础上说明非线性光学不仅是强光光学。在低功率激光、非相干光下,仍存在丰富多彩的非线性光学现象。因此在有关的光学课程中应改进其非线性光学部分的教学。  相似文献   

20.
低温光学系统的研制   总被引:9,自引:0,他引:9  
低温光学系统对于在空间探测微弱红外目标有重要的意义。无热效应的光学系统设计保证光学系统的像质不受温度变化的影响。有限元分析方法的结构优化设计,在确保光学性能的前提下使系统的重量达到最轻。特殊的制造工艺充分消除零件内部应力。低温检测的结果表明,光学系统的温度从室温降到100K的低温,在温度变化185K的条件下,系统波面误差几乎没有变化,光学系统都能达到衍射极限的成像质量。  相似文献   

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