Zemax辅助下的LED大视角准直照明优化设计

本文主要探讨了如何实现LED准直照明的优化设计，针对LED光源的特点——光强呈余弦分布，不能直接用于远场照明，提出了一个有效利用光源能量的方法。研究者利用Zemax软件这一光学设计工具，结合序列模式下的多重组态技术，构建了一个自由曲面透镜模型。他们通过对Zemax软件的二次开发，编写自定义优化函数，实现了光学系统的自动化优化过程。 在设计过程中，透镜结构被设计为能够处理LED的180度视角，透镜材料选择为PMMA，这有助于减小光线的发散，确保光束的定向性。通过模拟，他们使用圆面发光的LED朗伯体作为光源，确保了发散半角控制在±0.1度之内，达到了很高的光能利用率，达到了87%以上。这种优化设计不仅提高了LED照明系统的效率，还满足了不同应用场合对于光源均匀分布和方向性的特定需求。 相比于传统的试错法，这种方法虽然在建模初期可能需要一定的数学基础，但它减少了反复试验的时间成本，且能更精确地找到最优解。这篇文章提供了一种实用且高效的LED准直照明设计策略，对于推动LED在各种照明领域的广泛应用具有重要意义，特别是在对光效、节能和定向性有严格要求的应用中。