1 河海大学机电工程学院, 江苏 常州 213022
2 常州市武进区半导体照明应用技术研究院, 江苏 常州 213161
3 代尔夫特理工大学电气工程、数学和计算机科学学院微电子系, 荷兰 代尔夫特 2628
针对紫外光净化系统应用提出了一种紫外发光二极管(LED)阵列模组的均匀照度优化设计方法。该方法首先基于单颗LED的光强度分布采用几何光学理论计算净化层接收面上的照度;再结合阵列模组与净化层的间距、净化层最小照度与最大照度之比、单颗LED发光角度等要求,采用二分法和TracePro仿真分别得到最佳LED阵列间距和照度分布模拟结果;最后,还进行了阵列模组均匀照度测量实验,用于验证仿真模拟结果的准确性。研究结果表明:提出的设计方法能够实现不同照度均匀性、结构、光源要求下的LED阵列排布优化设计,对紫外光净化系统设计和开发有重要指导意义。
光学器件 紫外LED 阵列模组 紫外光净化 均匀照度 激光与光电子学进展
2019, 56(19): 192303
西安交通大学电气工程学院， 陕西 西安 710049
针对光学元件疵病检测中，通过光学成像获得的图像照度不均匀，噪声明显的问题，提出了根据元件检测照明区的分布特征进行融合处理的方法；该方法采用开运算提取背景算法和高斯差分滤波器，开运算提取背景算法可以给出没有直接照明区域的疵病分布，高斯差分滤波器可去除照明光源的噪声影响；实验结果表明，相较于单一的处理方法，所提出方法更好地得到了整个区域内的疵病分布，有效地实现了不均匀照度环境下的疵病分辨。
不均匀照度 元件检测 高斯差分滤波器 图像 融合 uneven illumination component detection difference of Gaussian filter image fusion
1 南京信息工程大学 物理与光电工程学院, 江苏 南京210044
2 南京信息工程大学 电子与信息工程学院, 江苏 南京 210044
为构造指纹荧光检测中所需的均匀照明紫外光源, 选择紫外LED阵列照明。采用光电探测器检测单颗LED的辐射角分布, 拟合单个LED角分布函数; 用8颗LED均匀置于半径为10 mm的圆环上, 在圆环上方5 mm处的中心轴上放置一个LED; 在给定的观察屏上照度不均匀误差下, 根据斯派罗法则, 确定观测屏与圆环阵列之间的距离, 从而实现LED圆环阵列的照度分布均匀化。也可以给定观测屏到圆环的距离, 确定轴上LED放置点到圆环的距离。实验结果表明, 观测屏到圆环距离为11.0 cm时, 在半径为10.0 mm的圆域内, 照度不均匀相对误差小于1.27%。
LED圆环阵列 斯派罗法则 均匀照度 LED circle array Spyro law uniform illumination
中国科学院安徽光学精密机械研究所, 通用光学定标与表征技术重点实验室, 安徽 合肥230031
利用可调谐激光器作为光源, 以溯源于低温绝对辐射计的标准传递探测器作为激光束功率测量探测器, 采用激光点阵扫描方法在太阳辐射计有效孔径光阑面形成均匀照度场, 精确测量太阳辐射计870 nm无偏直射通道中心波长处绝对辐照度响应度。 利用灯-单色仪系统扫描获得该通道相对光谱辐照度响应度, 最终在实验室条件下获得该通道绝对光谱辐照度响应度, 联合大气层外太阳照度谱数据通道内积分得到该通道大气层外响应常数V0值, 与NASA的GSFC中心的2009年定标结果差异仅为3.75%, 定标不确定度达到2.06%, 验证了这一新技术的原理可行性。
定标 点阵扫描 均匀照度场 光谱辐照度响应度 太阳辐射计 Calibration Raster scanning Uniform irradiance field Spectral irradiance responsivity Sun photometer
陕西科技大学 电气与信息工程学院，陕西 西安 710021
LED自身的发光特点限制了其在照明领域的应用，如何合理分配LED的能量，在目标面上形成理想的照度是一个值得研究的问题。就不同应用场合下如何进行光学设计进行分析，通过采用非成像光学设计中光学扩展度守恒方法得到透镜的方程，分别实现圆形均匀照明和矩形均匀照明，其中圆形照明面照度均匀性达到85%，矩形照明面照度均匀性达到75%，并建立了自由曲面透镜三维模型，结合Tracepro进行光线追迹。仿真结果表明：提出的方法满足相应的照明标准，验证了理论设计的合理性。
光学设计 自由曲面透镜 非成像光学 均匀照度 optical design freeform lens LED LED non-imaging optics uniform illumination
广东高校半导体照明工程研究中心, 广东 广州 510640；华南理工大学理学院, 广东 广州 510640
通过分析多颗LED组成的各种阵列在近场平面上的照度分布，来设计可实现近场照度均匀的LED排列方式和距离。基于LED的光强分布，构建单颗LED的光强分布模型(并非朗伯分布)，给出了方程和等式用于计算不同排列方式下的LED分布距离和封装密度，以实现近场平面上的照度均匀。
LED阵列 近场分布 分布距离 封装密度 均匀照度 LED array near-field distribution distribution distance packaging density uniform illumination
