非成像光学

摘要： 为解决复杂道路条件下的汽车夜间行车安全问题,避免会车时使对向车辆驾驶人员产生炫目效果,文中以非成像理论为基础并结合折反射定律,建立LED出射光线与接收面上远光分布点的对应投射关系。通过数值迭代的方法求解自由曲面离散点,并导入到3D软件中进行拟合建模,设计出一种通过控制对应LED亮灭,用以组合形成不同远光光型的反射式ADB光学系统。最终样件的实际测试结果表明,当该光学系统处于最大工作条件时,其出光效率达到34.3%,最大光照度值为134 lx,配光结果满足远光法规各测试点要求。

摘要： 为了解决LED光线发散角大、利用率不高的问题,本文运用非成像光学理论,提出了一种基于全内反射(TIR)透镜的准直系统。根据边缘光线原理及同步多曲面(SMS)设计法,利用Matlab软件进行数值仿真,得到多个离散点的坐标值,然后将坐标值导入SolidWorks中进行拟合得到轮廓曲线,将轮廓曲线绕主轴旋转360°即可得到TIR透镜的三维模型,最后将模型导入Tracepro中进行模拟仿真。仿真结果表明:该系统能有效实现对LED出射光线的准直,光能利用率达到90.33%,光束发散角在±8°左右。

摘要： 针对传统导光板型太阳能聚光器中存在的漏光问题,提出了基于抛物线方程和梯度折射率计算方法的太阳能聚光器设计,与匀质材料的聚光系统做了对比分析,获得了较高的光学效率,并对其耦合后的入射角度与聚光模块的抛物线系数及其高度之间的关系进行了研究.为实现接近理想情况下的光线自聚焦现象,研究了光波导板内部折射率的分布情况.在考虑菲涅尔反射损耗和各处材料的吸收损耗等情况下,利用LightTools光学仿真软件对所设计的聚光系统进行光线追迹,结果表明:在光波导板长度为55 mm时,光学聚光比达到22,光学效率为80％,该聚光器系统性能最佳,为小型聚光光伏系统在日常生活中的应用发挥了一定的指导作用.

摘要： 激光车灯对比于LED车灯,具有能耗小、体积小、亮度高等优点,是汽车车灯发展的新方向.提出了一种激光车灯的完整的设计思路.光源采用激光二极管激发荧光片得到白光.通过搭建光学检测平台研究激光驱动白光光源的光学特性,通过机器视觉的方法研究荧光片前后光斑的形状和尺寸的变化,从而精确地建立光源的仿真模型,为后续的光学设计提供理论依据.通过非成像光学设计方法,设计了Fresnel透镜实现了对激光的整形,并利用超精密车削实现透镜的加工.完成了车灯的设计和组装,并通过光学仿真和光学实验验证了设计的正确性.

摘要： 非对称式光度系统技术可以实现光能量的收集与再分配,已经广泛应用于照明领域.基于非成像光学理论的自由曲面照明光学设计具有体积小、设计自由度高、出光光形准确可控等优点.通过采用自由曲面对LED进行合理的二次配光,可以实现绿色环保的照明,给未来照明行业的发展指明了新的方向.本文通过对关于LED自由曲面的光学设计进行研究,提出了一种满足侧边发光照明方式的自由曲面透镜设计方法.将得到的自由曲面透镜实体模型作为立式滑行道边灯透镜设计的基本结构.仿真与实验结果表明,仅用一颗LED光源即可实现联邦航空局(FAA)对立式滑行道边灯的光强分布要求.

摘要： 为了获得小发散角的矩形光束,首先设计了一种LED光学系统.该光学系统由一个透镜和一个反射器组成,可以用于船舶航行时的远距离可见光引导.其中,透镜完成横向光束的准直以及部分纵向光束的发散角压缩,反射器完成剩余纵向方向光束发散角的压缩.然后,对反射器的光线反射方式进行了改进,获得了更好的发散角压缩效果.仿真结果表明:该光学系统可以实现横向发散角为3°,且纵向发散角可以是不同小角度的矩形光束,当纵向发散角为10°时,出射光效达到82.8%.%In order to obtain rectangular light beam with small divergence angle,an LED optical sys-tem is designed.T he system consists of a lens and a reflector,w hich can be applied to ship guidance. The lens can collimate lights at x axis and reduce divergence angle of some lights at y axis.The reflec-tor can reduce divergence angle of the other lights at y axis.Then,the reflection method of the reflec-tor is improved which can enhance the control effect of the divergence angle.Simulation results show that the rectangular light beam can be obtained w hen divergence angle at x axis is 3°and divergence angle at y axis is small.When divergence angle at y axis is 10°,the optical efficiency is about 82.8%.

摘要： Fresnel透镜是最常见的太阳能聚光镜之一,曲面Fresnel透镜通常比平面Fresnel透镜具有更加优越的性能.基于非成像光学理论,提出了一种新型曲面Fresnel透镜的设计方法.曲面Fresnel透镜采用圆锥曲面基底,在满足Fresnel透镜机械参数要求的前提下,实现Fresnel透镜第二工作面面型的求解.基于可加工性的要求,利用该方法设计了不同形状的曲面Fresnel透镜,通过光学仿真分析了曲面Fresnel透镜的结构参数对聚光镜会聚比、容忍角、光照均匀性的影响,并分析了超精密加工条件下,由于加工误差对光学效率的影响.该设计方法为参数化曲面Fresnel透镜的分析提供了一种新的途径.仿真结果表明,具有小深宽比的曲面Fresnel透镜具有更好的均匀性和更高的能量利用率.

摘要： 相对于单纯的聚光理论，非成像光学在照明领域也有很大的利用价值。本文简要地回顾了基于非成像光学的照明设计的发展与方法，其中包括裁剪自由曲面法和SMS法。并介绍了该类方法的在实际照明领域的一些应用。

摘要： 非成像光学关注光能的收集、传输以及重新分配，在照明和太阳能光伏、光热利用领域发挥着重要的应用。本文结合清华大学集成光电子学国家重点实验室的研究成果，介绍了非成像光学及其应用。

摘要： 提出了一种非成像光学设计的新方法-光通量线方法。用此方法进行的LED的透镜和反射镜的光学设计，有简单易学，实用性强，精度高，适应面广等诸多优点。已在多个设计和工程中得到成功的应用。

摘要： 基于非成像光学的自由曲面,因为具有高的自由度和高的效率,成为目前最热门的照明光学设计技术.其核心是根据目标照明的需求,合理构建一个自由曲面.本文介绍了自由曲面设计中的数值计算、优化和几何设计方法,并简述了自由曲面透镜在道路照明、汽车照明和投影仪中的应用.

摘要： 二次光学设计对LED产生特定照明是必不可少的。本文研究了在三维空间中二次光学透镜的设计，以便重新分配从点光源产生的光，产生特殊的照明效果。透镜表面形状是数值一组微分方程，这组微分方程是由光源-目标映射理论为基础的。并对这些透镜的性能和适用性做了分析。结果表明：形成蝙蝠翼的光强分布；对于圆形光斑，效率可达99%，均匀度可以达到92.2%，灯具的出光角最好在0.5到1.4。

摘要： 本发明公开了一种紫外非成像棱镜光谱仪光学系统，光纤出光口放置在一次准直透镜焦点位置，紫外光从光纤出光口，经一次准直透镜成平行光；经过第一、第二等边棱镜后，实现色散分光，色散的平行光经过前聚焦镜后聚焦于滤光光阑所在平面，滤光光阑遮挡弹性散射信号光，透过弱信号光，实现弹性散射信号光的首次过滤；弱信号光然后经过二次准直透镜再次形成平行光，并经过第三、第四等边棱镜实现二次分光，最后经过后聚焦透镜聚焦，从而实现弹性散射信号光的二次过滤。本发明能够对特定波长实现高抑制比，解决了激光雷达或激光激发诱导光谱测量中，对激光波长弹性散射强光抑制难度大的问题。

摘要： 本发明公开了一种用于非成像光照应用的光学变焦组件（16）和使用光学变焦组件的照明器（10）。在一个实施例中，发光二极管芯片（40）向光导体（46）提供光，该光导体具有允许光的混合的多个传输路径。收集器透镜（48）与光导体串行且同轴地设置到接收自光导体的混合的光。包括与中心光轴串行且同轴地定位的一个或多个光学透镜的变焦子组件（50）可相对于收集器透镜同轴移动，以便创建具有通过所述一个或多个光学透镜与收集器透镜之间的可变间距控制的发散剖面的光束。

摘要： 本发明提供一种经封装的光侦测器半导体装置(PLDSD)、用于制造PLDSD的方法以及包含一PLDSD的系统。在一实施例中，一PLDSD包含一具有一表面的光侦测器晶粒，该表面包含一主动的光传感器区域以及一包含彼此轴向地对准并且和主动的光传感器区域轴向地对准的一入口孔及一出口孔的非成像光学聚光器。一种模制材料形成非成像光学聚光器，并且囊封光侦测器晶粒的该表面的至少一部分，该至少一部分是延伸超出非成像光学聚光器的出口孔。该非成像光学聚光器是聚集来自入口孔的光朝向该出口孔并且到主动的光传感器区域之上。在某些实施例中，一种反射的材料被设置在非成像光学聚光器的一内表面上，并且一种透光的模制材料填入非成像光学聚光器的一内部体积的至少一部分。

摘要： 本发明属于聚光技术领域，并公开了基于非成像光学分区多焦点的菲涅尔光热聚光结构和方法，其聚光结构包括共同配合对集热管的设定区域段外表面进行加热的菲涅尔透镜和两块线性菲涅尔反射镜；其方法包括菲涅尔透镜和两块线性菲涅尔反射镜布置、区域划分，焦点划分，边缘光线对应，菲涅尔式太阳能聚光装置的几何参数的设计。本发明对光学系统及集热目标进行区域划分和焦点对应，使光线经过透镜、反射镜能够均匀的到达集热目标上，使集热目标表面热流密度均匀。本发明使每个划分区域的热流密度相等，当区域数量达到要求时，即可以保证在整个真空集热管表面的热流密度均匀，减小集热管的热应力和变形，从而提高聚热效率和加热的安全性。

摘要： 本发明提供一种经封装的光侦测器半导体装置(PLDSD)、用于制造PLDSD的方法以及包含一PLDSD的系统。在一实施例中，一PLDSD包含一具有一表面的光侦测器晶粒，该表面包含一主动的光传感器区域以及一包含彼此轴向地对准并且和主动的光传感器区域轴向地对准的一入口孔及一出口孔的非成像光学聚光器。一种模制材料形成非成像光学聚光器，并且囊封光侦测器晶粒的该表面的至少一部分，该至少一部分是延伸超出非成像光学聚光器的出口孔。该非成像光学聚光器是聚集来自入口孔的光朝向该出口孔并且到主动的光传感器区域之上。在某些实施例中，一种反射的材料被设置在非成像光学聚光器的一内表面上，并且一种透光的模制材料填入非成像光学聚光器的一内部体积的至少一部分。

摘要： 本发明公开了一种基于非成像光学技术的自发电调光玻璃窗，包括窗框、模块框、聚光器、太阳能板、调光玻璃、控制仓和蓄电池；调光玻璃包括两块透明玻璃和夹在两块透明玻璃中间的调光膜，窗框固定在调光玻璃周围；模块框上设置多个聚光器，通过卡槽固定，聚光器将光线聚集到聚光器后面的太阳能板上；当太阳光透过聚光器照射到太阳能板上，转化成为电能，通过逆变器转换为交流电直接驱动调光膜呈透明状态；当不通电时，调光膜呈雾状。本发明能够减少房屋用电消耗，提高电调光玻璃窗的的经济性，减少污染。非成像光学技术的太阳能电池与传统的太阳能薄膜电池相比，光能利用率更高，提高发电量，降低成本。

摘要： 本申请适用于气体探测技术领域，提供一种非成像光学传感器及气体探测装置。本申请实施例通过使光源发出的光信号经光纤阵列的圆周光纤传输至色散准直聚焦透镜，经色散准直聚焦透镜准直后在气室内的待测气体中传输，再经回溯发射镜反射回气室内，并再次在待测气体中传输，得到带有待测气体的吸收光谱信息的光信号，使得带有待测气体的吸收光谱信息的光信号中特定波长的光信号经色散准直聚焦透镜聚焦至圆周光纤，带有待测气体的吸收光谱信息的光信号中非特定波长的光信号经色散准直聚焦透镜离焦至光纤阵列的中心光纤、从中心光纤输出，可以获得除特定波长的光信号之外的其他非特定波长的光信号，以满足宽光谱探测装置的需要，应用广泛且成本低。

摘要： 本实用新型涉及车灯光源模组技术领域，特别是涉及非成像光学一体化LED车灯光源模组，包括矩形座和圆形防护圈，所述圆形防护圈固定安装在矩形座的上表面，所述圆形防护圈内设置有照射机构，所述矩形座上设置有防护机构，所述照射机构包括球形灯头，所述球形灯头活动卡合在圆形防护圈内，所述球形灯头的下表面固定安装有电路板，所述电路板活动卡合在圆形防护圈内，所述电路板的下面设置有圆形推进卡合板进行填充，本实用新型在球形灯头工作的时候，电路板会产生热量，而圆形防护圈上开设有和电路板位置相对应的弧形散热槽，通过弧形散热槽的存在，对电路板产生的热量进行散发，保证了设备的工作稳定性。

摘要： 本申请适用于气体探测技术领域，提供一种非成像光学传感器及气体探测装置。本申请实施例通过使光源发出的光信号经光纤阵列的圆周光纤传输至色散准直聚焦透镜，经色散准直聚焦透镜准直后在气室内的待测气体中传输，再经回溯反射镜反射回气室内，并再次在待测气体中传输，得到带有待测气体的吸收光谱信息的光信号，使得带有待测气体的吸收光谱信息的光信号中特定波长的光信号经色散准直聚焦透镜聚焦至圆周光纤，带有待测气体的吸收光谱信息的光信号中非特定波长的光信号经色散准直聚焦透镜离焦至光纤阵列的中心光纤、从中心光纤输出，可以获得除特定波长的光信号之外的其他非特定波长的光信号，以满足宽光谱探测装置的需要，应用广泛且成本低。

摘要： 本实用新型公开基于非成像光学的均匀光强led灯反射器。该反射器包括防眩罩、卡扣、凸台、反射器、鳞甲面、螺丝孔、卡槽、镜片、LED容置槽和灯板；所述防眩罩、反射器、镜片、灯板从上到下顺次连接；所述防眩罩的底端设置有卡扣，所述反射器上设置有卡槽，所述防眩罩与反射器通过卡扣与卡槽配合连接，所述防眩罩上设置有凸台；所述反射器上设置有鳞甲面，且所述鳞甲面与凸台对齐设置；所述反射器上设置有螺丝孔，所述反射器固定于灯板上，且所述反射器与灯板之间设置有镜片，所述镜片上还设置有LED容置槽，所述LED容置槽与鳞甲面底部的开孔对齐设置。本实用新型产品可以适用不同规格的灯珠。且结构简单，适合大规模工业化生产的要求。