三基色激光复眼透镜系统实现高亮度均匀白光合成

本文研究了一种创新的光学系统，旨在通过双复眼透镜技术合成高亮度且均匀的白光束，其核心在于利用三基色（红、绿、蓝）半导体激光器作为光源。该系统的设计基于复眼透镜的光束匀化原理，这种原理模仿了昆虫复眼的结构，能有效地分散和混合光束，从而实现颜色的混合，形成自然的白色光。 在系统设计中，首先由两套独立的复眼透镜模组组成。第一套模组负责将三基色激光束聚焦并合成一个均匀的白光斑，这个过程通过精确的光学设计确保了光的高效汇聚和颜色混合。接着，第二套模组进一步处理白光斑，将其扩展到空间上，形成一个在整个空间内光分布均匀的白光束。 为了验证系统的性能，研究人员进行了详细的仿真分析，考察了光在不同空间位置的照度和色度均匀性。结果表明，合成的光束不仅亮度高，而且色坐标分布稳定，色度标准差小于0.0027，这确保了白光的高质量特性。此外，他们还搭建了实验光路，在距离系统1米、2米和5米的位置对合成的白光束进行了实地测量，结果显示，无论远近，光束的照度均匀性都超过90%，进一步证实了系统的实用性和有效性。 这种新型光学系统具有广泛的应用潜力，尤其是在医疗光疗领域，它可以提供稳定的、均匀的光照，对于皮肤治疗和光动力疗法非常有利。同时，由于其高亮度和均匀性，它也适用于显示技术，如LED显示屏，以及车用照明，可以提供更舒适的驾驶环境。基于双复眼透镜的三基色激光合成均匀白光束的研究不仅理论上有重要意义，而且在实际应用中展现出强大的竞争力。