大功率LED透镜设计：实现均匀照明的关键技术

本文主要探讨了"一种实现LED光源均匀照明的透镜设计"，发表于2015年2月的《江南大学学报(自然科学版)》第14卷第1期。随着大功率LED技术的发展，其在照明领域的应用面临着挑战，尤其是如何实现大面积、均匀的照明效果。作者孙健刚、朱辛L硕、马晓光和李采华针对这一问题，提出了一种创新的设计方法。 他们首先考虑了朗伯型光源的辐射特性，这是一种理想的辐射分布模型，光源发出的光线强度与发射面的角度成反比。为了克服大功率LED直接照明时可能出现的光照不均匀问题，他们采用了折射和反射相结合的结构。通过理论计算，设计出一款自由曲面透镜，这种透镜能够引导和扩散LED发出的光线，使得在目标照明面上的照度分布更加均匀。 在设计过程中，他们利用了TracePro这款专业光学设计软件的交互式优化功能，对透镜的形状、材料和光路进行了精细化调整。通过软件模拟，他们验证了优化后的透镜性能。具体结果显示，在距离光源200毫米处，直径为100毫米的目标照明面上，照度均匀性达到了87%，这意味着光线分布的不一致性得到了显著改善。此外，考虑到光能利用率，他们在不考虑光能损失的情况下，实现了超过94%的光能利用率，这在节能照明方面具有重要意义。 关键词"发光二极管"表明了研究对象的核心技术，而"交互式优化"则强调了设计过程中对光学性能的精细调整。该论文的中图分类号为0432，文献标志码A，文章编号1671-7147(2015)01-0121-06，表明这是一篇重要的自然科学领域的研究论文。 这篇文章提供了一种有效的方法来解决大功率LED在照明应用中的光照均匀性问题，对于提升LED照明设备的性能和效率具有实际价值。