本文關鍵詞：高效抑制斜入射光線Fresnel反射的擴散器件及應用

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【摘要】：光擴散器廣泛應用于液晶顯示、成像顯示系統(tǒng)、LED照明等領域,它的主要功能是使入射光線散射,實現(xiàn)更均勻、更柔和的照明效果。透光率和霧度是光擴散器的兩個主要性能參數(shù),二者成反比關系。透光性好的擴散器能夠有效利用光能量,但是較低的霧度會對出射光的均勻性和柔和度產(chǎn)生一定的影響。相反,霧度高的擴散器可有效抑制炫光,但是光源的利用率不高,將造成光能浪費,因此針對不同的應用領域,為達到各自的應用效果,光擴散器的選擇不盡相同。本文研究的新型擴散器應用于LED照明領域,主要涉及到側入式LED平板燈和雙端投射式LED日光燈,這兩種燈具突破市面上LED燈具的常規(guī)結構,結構新穎,產(chǎn)品質量輕,制作成本低。擴散器是此類燈具的重要結構,起到光的定向傳輸和霧化作用,且具有較高的透過率。根據(jù)Fresnel反射定律知,反射率和入射角度有很大的關系,通過研究兩者的關系設計出的下表面截面為不等腰三角形微結構陣列的擴散器,用于側入式LED平板燈和投射式LED日光燈,使燈具具有較高的光能量利用率。新型擴散器由PMMA、PC等單一材料制作,由于不存在摻雜粒子,因此光在擴散器中傳輸損耗小。柔光效果的設計參考摻雜型擴散板設計思想,在出射表面制成凹面微透鏡結構。理論分析表明,下表面不等腰三角形微結構角度和入射光的掠射角度存在幾何關系,通過幾何光學和Fresnel反射定律可得出下表面不等腰三角形微結構的最佳角度,在最佳角度的情況下,入射光的利用率達到最大。使用Solidworks及Tracepro軟件對擴散器進行建模及優(yōu)化,優(yōu)化后的擴散器能夠達到90%以上的光傳輸效率且照度均勻度較高。將優(yōu)化后的擴散器制作成實物模型,使用實驗裝置進行測量,得到與理論分析相符的實驗結果。
【關鍵詞】：擴散器 微結構 Fresnel公式 光傳輸效率 照度均勻度
【學位授予單位】：華僑大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM923.34
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 引言8-15
• 1.1 研究背景及意義8-9
• 1.2 研究現(xiàn)狀及其發(fā)展前景9-13
• 1.3 研究內容及章節(jié)安排13-15
• 第2章 常用的光擴散器件15-21
• 2.1 摻雜粒子型擴散器15-18
• 2.2 表面微結構型擴散器18-19
• 2.3 本章小結19-21
• 第3章 高效抑制斜入射光線Fresnel反射的擴散器件及應用21-46
• 3.1 無導光板型側入式LED平板燈21-23
• 3.2 高效抑制斜入射光線Fresnel反射的擴散板設計原理23-28
• 3.3 新型表面微結構擴散板仿真結果與分析28-31
• 3.3.1 仿真模型及基本參數(shù)設定28
• 3.3.2 結構參數(shù)對光傳輸效率的影響28-29
• 3.3.3 半凹球面微透鏡直徑對光傳輸效率的影響29-30
• 3.3.4 三棱柱微結構形狀對光傳輸效率的影響30-31
• 3.4 新型表面微結構擴散板照度均勻度仿真結果31-32
• 3.5 雙端投射式LED日光燈32-36
• 3.6 高效抑制斜入射光線Fresnel反射的擴散管設計原理36-38
• 3.7 新型表面微結構擴散管仿真結果與分析38-42
• 3.7.1 仿真模型及基本參數(shù)設定38-39
• 3.7.2 微結構參數(shù)對透光率的影響39-41
• 3.7.3 凹面微透鏡形狀的影響41-42
• 3.7.4 改變1? 和2? 對透光率的影響42
• 3.8 新型表面微結構擴散管結構和參數(shù)優(yōu)化42-44
• 3.9 本章小結44-46
• 第4章 高效抑制斜入射光線Fresnel反射的擴散板制作及實驗驗證46-57
• 4.1 表面微結構擴散板制作46-52
• 4.1.1 儀器及材料介紹46-49
• 4.1.2 制作方法49-52
• 4.2 新型微結構擴散板的性能測試52-55
• 4.3 本章小結55-57
• 第5章 總結及主要創(chuàng)新點57-61
• 5.1 研究總結57-59
• 5.2 論文主要創(chuàng)新點59-61
• 參考文獻61-65
• 致謝65-66
• 個人簡歷、在學期間發(fā)表的學術論文與研究成果及基金66-67

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本文編號：828138