本文關(guān)鍵詞：基于COB LED的均勻光強分布可見光通信系統(tǒng)發(fā)射端的光學(xué)設(shè)計

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【摘要】：針對光線在大角度偏轉(zhuǎn)時菲涅耳損耗大、光強均勻性差等問題,提出了基于最優(yōu)雙偏轉(zhuǎn)能量映射和貝塞爾曲線多參數(shù)優(yōu)化的雙自由曲面透鏡設(shè)計算法,并利用該算法設(shè)計了基于板上芯片型(COB)發(fā)光二極管(LED)的雙自由曲面透鏡,該透鏡可應(yīng)用于可見光通信系統(tǒng)的光學(xué)發(fā)射端。以大面積發(fā)光面的COB LED作為光源,通過控制自由曲面透鏡內(nèi)外兩個表面上的入射光線偏轉(zhuǎn)角的比例關(guān)系(即偏轉(zhuǎn)系數(shù)),可降低菲涅耳損耗。構(gòu)建了出光角分別為180°和260°的大角度均勻光強分布的雙自由曲面透鏡,其光強均勻度分別為0.92和0.90,其光能利用率分別為89.4%和85.9%。將單自由曲面透鏡和雙自由曲面透鏡的光學(xué)性能作對比,結(jié)果表明,單自由曲面透鏡可實現(xiàn)出光角范圍為120°~180°、光強均勻度超過0.85以及光能利用率超過85%的光分布,雙自由曲面透鏡在達到同樣的光強均勻度和光能利用率時,可實現(xiàn)出光角范圍為100°~260°之間的均勻光強分布。因此,利用雙自由曲面透鏡能夠?qū)崿F(xiàn)更大范圍出光角的均勻光強分布,從而滿足可見光通信系統(tǒng)的光學(xué)發(fā)射端的光分布要求。
【作者單位】： 五邑大學(xué)應(yīng)用物理與材料學(xué)院;五邑大學(xué)數(shù)學(xué)與計算科學(xué)學(xué)院;華南農(nóng)業(yè)大學(xué)電子工程學(xué)院;
【關(guān)鍵詞】： 光學(xué)設(shè)計 可見光通信 雙自由曲面透鏡 菲涅耳損耗 均勻光強
【基金】：廣東省自然科學(xué)杰出青年基金(2014A030306005) 廣東省高等學(xué)校人才引進專項(粵財教[2013]246,江財教[2014]10) 廣東省高等學(xué)校優(yōu)秀青年教師培養(yǎng)計劃(粵教師函[2014]108) 江門市科技計劃(江財工[2012]156,江科[2014]145) 廣東省科研創(chuàng)新團隊(2015KCXTD027) 大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃(教高司函[2014]58,粵教高函[2014]132)
【分類號】：TN929.1;TN312.8
【正文快照】： constructed.The luminous intensity uniformity of the lenses reaches up to 0.92and 0.90respectively,and the lightutilization efficiency of the lenses reaches up to 89.4%and 85.9%respectively.The optical properties of the singlefreeform surface lens and th

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