LED（Light Emitting Diode）作為21世紀新型綠色光源,憑借其功耗低、效率高、壽命長等優(yōu)勢,在探照燈、車燈、室內(nèi)照明以及植物組培等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。但是LED光源具有較大的發(fā)光角,因而不能直接用于照明。因此,需要結(jié)合實際照明場合設(shè)計出合適的光學(xué)系統(tǒng),而LED的朗伯發(fā)光特性為照明光學(xué)設(shè)計提供了理論基礎(chǔ)。在照明光學(xué)設(shè)計中,自由曲面具有更靈活的空間結(jié)構(gòu)和更高的設(shè)計自由度,從而被廣泛的研究與應(yīng)用。因此,對自由曲面的設(shè)計方法和應(yīng)用場景進行研究既有理論意義也有應(yīng)用價值。本文重點對自由曲面幾何法和偏微分方程法進行研究,并結(jié)合準直照明和均勻照明兩種應(yīng)用場景分別推導(dǎo)出了相應(yīng)的數(shù)學(xué)公式,借助Matlab計算自由曲面離散點,用Solidworks構(gòu)造出對應(yīng)的物理模型,最后通過光學(xué)軟件LightTools模擬仿真來驗證模型的可行性。具體如下:1、在均勻照明中,根據(jù)Snell定律來建立入射光、自由曲面和目標面的幾何映射關(guān)系,以及用能量守恒定律來得到能量映射關(guān)系,由此推導(dǎo)出一組偏微分方程,為了降低計算難度,采用數(shù)值解法求解偏微分方程組。在準直照明中,運用幾何法設(shè)計的自由曲面能夠使LED發(fā)出的... 

【文章頁數(shù)】：65 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
abstract
1 緒論
    1.1 課題研究背景
        1.1.1 LED照明的優(yōu)勢
        1.1.2 LED的發(fā)展歷程與應(yīng)用
    1.2 照明光學(xué)的發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.1 照明光學(xué)的發(fā)展
        1.2.2 照明光學(xué)存在的問題
    1.3 課題的研究內(nèi)容與章節(jié)安排
2 高亮度LED基礎(chǔ)知識與照明光學(xué)設(shè)計理論
    2.1 高亮度LED基礎(chǔ)知識
    2.2 非成像光學(xué)理論介紹
        2.2.1 光度學(xué)基礎(chǔ)
        2.2.2 光學(xué)擴展量
        2.2.3 邊緣光線原理
        2.2.4 SNELL定律
    2.3 本章小結(jié)
3 自由曲面的公式推導(dǎo)與數(shù)值求解
    3.1 自由曲面設(shè)計方法概述
    3.2 偏微分方程的推導(dǎo)
    3.3 偏微分方程的數(shù)值求解
    3.4 本章小結(jié)
4 均勻照明系統(tǒng)設(shè)計與仿真
    4.1 一種用于教室照明的均勻照明反光罩設(shè)計
        4.1.1 設(shè)計背景
        4.1.2 設(shè)計思路與方法
        4.1.3 建模與仿真
    4.2 一種用于植物組培的均勻照明透鏡設(shè)計
        4.2.1 設(shè)計背景
        4.2.2 設(shè)計思路與方法
        4.2.3 建模與仿真
    4.3 本章小結(jié)
5 準直光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計與仿真
    5.1 設(shè)計背景
    5.2 設(shè)計思路
    5.3 透鏡結(jié)構(gòu)與設(shè)計過程
    5.4 建模與仿真
    5.5 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻
作者簡歷


【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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[2]基于LED擴展光源的自由曲面透鏡設(shè)計研究[D]. 李敏.中國計量學(xué)院 2015
[3]植物組培的高效智能LED光照系統(tǒng)設(shè)計[D]. 岑益超.中國計量學(xué)院 2014
[4]LED室內(nèi)照明燈具研究[D]. 陸海川.電子科技大學(xué) 2014
[5]基于LED光源的自由曲面照明透鏡的設(shè)計研究[D]. 鮑志聰.清華大學(xué) 2013
[6]高光效GaN基LED芯片的設(shè)計與制備[D]. 葉菲菲.華南理工大學(xué) 2012
[7]大功率LED照明系統(tǒng)光學(xué)設(shè)計方法研究[D]. 張奇輝.華南理工大學(xué) 2010
[8]氮化鎵基LED芯片的制備研究[D]. 姚雨.華東師范大學(xué) 2007
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本文編號：3667871