光盘纹扩散板的微结构设计与制备 
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Microstructure Design and Preparation of CD Pattern Diffuser
1 华中科技大学光学与电子信息学院, 湖北 武汉 430074
2 湖北申安亚明照明科技有限公司, 湖北 天门 431728
图 & 表
图 1. LightTools中灯罩轮廓设计图。(a)填充轮廓图;(b)网线轮廓图
Fig. 1. Outline design of lampshade in LightTools. (a) Fill outline; (b) network cable outline
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图 2. CD纹模型图。(a)灯罩整体模型;(b)扩散板表面
Fig. 2. CD pattern model. (a) Overall model of lampshade; (b) diffuser surface
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图 3. CD纹尺寸对比。(a)中心线宽100 μm,外围线宽200 μm;(b)线宽300 μm
Fig. 3. Comparison of CD pattern sizes. (a) Center line width is 100 um, and peripheral line width is 200 μm; (b) line width is 300 μm
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图 4. LED筒灯照明系统的光线追迹仿真。(a)单独光源轨迹;(b)添加接收器后的轨迹
Fig. 4. Ray tracing simulation of LED downlight lighting system. (a) Ray tracing of single light source; (b) ray tracing with receiver
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图 5. 光线追迹仿真结果。(a)光功率密度分布图;(b)照度显示曲线
Fig. 5. Simulation results of ray tracing. (a) Light power density distribution; (b) illumination display curve
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图 6. 线宽为100 μm时的光线追迹仿真结果。(a)光功率密度分布图;(b)照度显示曲线
Fig. 6. Simulation results of ray tracing at line width of 100 μm. (a) Light power density distribution; (b) illumination display curve
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图 7. 线宽为200 μm时的光线追迹仿真结果。(a)光功率密度分布图;(b)照度显示曲线
Fig. 7. Simulation results of ray tracing at line width of 200 μm. (a) Light power density distribution; (b) illumination display curve
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图 8. 线宽为300 μm时的光线追迹仿真结果。(a)光功率密度分布图;(b)照度显示曲线
Fig. 8. Simulation results of ray tracing at a line width of 300 μm. (a) Light power density distribution; (b) illumination display curve
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图 9. 注塑成型过程
Fig. 9. Injection molding process
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图 10. LIGA模具制作技术工艺流程
Fig. 10. LIGA mold making technology process
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图 11. 电铸模具的工艺流程图
Fig. 11. Flow chart of electroforming mold process
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图 12. CD纹微结构示意图。(a) 3D轮廓显示;(b)二维平面显示
Fig. 12. Diagrams of CD pattern microstructure. (a) 3D outline display; (b) 2D flat display
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图 13. 直径测试示意图
Fig. 13. Diameter test schematic
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图 14. 深度测试示意图
Fig. 14. Depth test schematic
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图 15. CD纹微结构扩散板和普通扩散板对比图。 (a)微结构扩散板;(b)一般扩散板;(c)无扩散板
Fig. 15. Comparison of CD pattern microstructure diffuser and ordinary diffuser. (a) Microstructure diffuser; (b) general diffuser; (c) without diffuser
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图 16. 光扩散板扩散效果图。(a) CD纹微结构扩散板;(b)一般扩散板
Fig. 16. Diffusion effect diagrams of light diffusers. (a) CD pattern microstructure diffuser; (b) general diffuser
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表 1模型主要参数设置
Table1. Main parameter settings of the model
| Parameter | Number ofray tracing | Illuminationarea /(mm×mm) | Numberof mesh | Opticalmaterial | Reflectivity ofreflecting element /% |
|---|
| Content | 5×105 | 80×80 | 21×21 | Polycarbonate | 85 |
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表 2LightTools仿真结果
Table2. Simulation results of LightTools
| Item | Number of samples | Total power /W | Total luminous flux /lm | Incident power /W | Incident luminous flux /lm |
|---|
| Value1 | 270928 | 1 | 100 | 0.51322 | 51.322 | | Value2 | 212082 | 1 | 100 | 0.55228 | 55.228 | | Value3 | 247367 | 1 | 100 | 0.64844 | 64.844 | | Value4 | 241807 | 1 | 100 | 0.60456 | 60.456 |
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表 3测试设备
Table3. Test equipment
| Testequipment No. | Equipment name | Type |
|---|
| 1 | Integrating sphere | HAAS-2000 | | 2 | Scanning electronmicroscope (SEM) | EM-30 PLUS | | 3 | Surface probetype step meter | Dektak XT | | 4 | Surface profilemeasuring instrument | PGI-830 | | 5 | Laser scanningconfocal microscope | VK-X200K408 |
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表 4微结构扩散板与一般扩散板的测试数据
Table4. Test data of microstructure diffuser and general diffuser
| Structure | Luminous flux /lm | Light effect /(lm·W-1) | Color temperature /K | Relative transmittance /% |
|---|
| Microstructure diffuser | 2009.8 | 95.99 | 3912 | 90.6 | | General diffuser | 1815.9 | 86.75 | 3891 | 81.8 | | No diffuser | 2219.7 | 105.95 | 3947 | 100 |
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刘晓静, 徐智谋, 宗国平, 王先义. 光盘纹扩散板的微结构设计与制备[J]. 激光与光电子学进展, 2019, 56(21): 212201. Xiaojing Liu, Zhimou Xu, Guoping Zong, Xianyi Wang. Microstructure Design and Preparation of CD Pattern Diffuser[J]. Laser & Optoelectronics Progress, 2019, 56(21): 212201.
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