Расчёт оптических элементов с двумя преломляющими поверхностями из условия формирования заданной диаграммы направленности
Автор: Кравченко Сергей Васильевич, Бызов Егор Владимирович, Моисеев Михаил Александрович, Досколович Леонид Леонидович
Журнал: Компьютерная оптика @computer-optics
Рубрика: Дифракционная оптика, оптические технологии
Статья в выпуске: 4 т.39, 2015 года.
Бесплатный доступ
Представлен новый метод расчёта двух преломляющих поверхностей оптических элементов светодиодов из условия формирования заданного распределения интенсивности. Процедура расчёта позволяет разделить работу по преломлению лучей между внутренней и внешней поверхностями в заданном соотношении. В качестве примера рассчитан оптический элемент, формирующий с эффективностью 89 % диаграмму направленности для освещения улиц и дорог класса А. Полученный элемент с запасом удовлетворяет критериям, предъявляемым к освещению дорог данного типа, при размещении фонарных столбов на расстоянии от 20 до 35 м друг от друга.
Расчёт оптических поверхностей, поверхность свободной формы, распределение интенсивности, светодиод, неизображающая оптика, геометрооптический расчёт
Короткий адрес: https://sciup.org/14059390
IDR: 14059390 | DOI: 10.18287/0134-2452-2015-39-4-508-514
Design of optical elements with two refractive surfaces to generate a prescribed intensity distribution
A novel technique for designing optical elements with two refractive surfaces intended to generate a required intensity distribution has been presented. The design procedure makes it possible to control the balance of deflection angles between the inner and outer surfaces. As an example, an optical element producing the intensity distribution for illumination of class A road has been designed. The optical efficiency of the computed element is 89 % and such a secondary optics meets the requirements of class A road regulations when lamp poles are separated by a distance of 20-35 m.
Список литературы Расчёт оптических элементов с двумя преломляющими поверхностями из условия формирования заданной диаграммы направленности
- Ma, Y. Hybrid method of free-form lens design for arbitrary illumination target/Y. Ma, H. Zhang, Z. Su, Y. He, L. Xu, H. Li//Applied Optics. -2015. -Vol. 54(14). -P. 4503-4508.
- Guan, P. On a Monge-Ampere equation arising in geometric optics/P. Guan, X.-J. Wang//Journal of Differential Geometry. -1998. -Vol. 48(2). -P. 205-223. -ISSN 0022-040X.
- Oliker, V.I. Radially symmetric solutions of a Monge-Ampere equation arising in the reflector mapping problem/I. Knowles //Proceedings of the UAB International Conference on Differential Equations and Mathematical Physics, Lecture Notes in Math. -1987. -P. 361-374.
- Moiseev, M.A. Fast and robust technique for design of axisymmetric TIR optics in case of an extended light source/M.A. Moiseev, L.L. Doskolovich, K.V. Borisova, E.V. Byzov//Journal of Modern Optics. -2013. -Vol. 60(14). -P. 1100-1106.
- Кравченко, С.В. Расчёт осесимметричных оптических элементов с двумя асферическими поверхностями для формирования заданных распределений освещённости/С.В. Кравченко, М.А. Моисеев, Л.Л. Досколович, Н.Л. Казанский//Компьютерная оптика, -2011. -Т. 35, № 4. -С. 467-472.
- Elmer, W.B. Optical design of reflectors./W.B. Elmer//Applied Optics. -1978. -Vol. 17(7). -P. 977-979. -ISSN 0003-6935.
- Wu, R. Influence of the characteristics of a light source and target on the Monge-Ampére equation method in freeform optics design/R. Wu, P. Benitez, Y. Zhang, J.C. Minano//Optics Letters. -2014. -Vol. 39(3). -P. 634-637.
- Oliker, V. Supporting quadric method in optical design of freeform lenses for illumination control of a collimated light/V. Oliker, J. Rubinstein, G. Wolansky//Advances in Applied Mathematics. -2015. -Vol. 62. -P. 160-183.
- Oliker, V.I. Mathematical aspects of design of beam shaping surfaces in geometrical optics/V.I. Oliker//Trends in Nonlinear Analysis: ed. by V.I. Oliker, M. Kirkilionis, S. Krömker, R. Rannacher, F. Tomi. -Springer, 2003. -P. 197-224.
- Lin, K. Weighted least-square design of freeform lens for multiple point sources/K. Lin//Optical Engineering. -2013. -Vol. 21(3). -P. 3201-3212.
- Benitez, P. Simultaneous multiple surface optical design method in three dimensions/P. Benitez, J.C. Minano, J. Blen, R. Mohedano, J. Chaves, O. Dross, M. Hernandez, W. Falicoff//Optical Engineering. -2004. -Vol. 43(7) -P. 1489-1502.
- Bauerle, A. Algorithm for irradiance tailoring using multiple freeform optical surfaces/A. Bauerle, A. Bruneton, R. Wester, J. Stollenwerk, P. Loosen//Optics Express. -2012. -Vol. 20(13). -P. 14477-14485.
- Bruneton, A. High resolution irradiance tailoring using multiple freeform surfaces/A. Bruneton, A. Bäuerle, R. Wester, J. Stollenwerk, P. Loosen//Optics Express. -2013. -Vol. 21(9). -P. 10563-10571.
- Wu, R. Influence of the characteristics of a light source and target on the Monge-Ampére equation method in freeform optics design/R. Wu, P. Benitez, Y. Zhang, J.C. Minano//Optics Letters. -2014. -Vol. 39(3). -P. 634-637.
- Hu, R. Design of a novel freeform lens for LED uniform illumination and conformal phosphor coating/R. Hu, X. Luo, H. Zheng, Z. Qin, Z. Gan, B. Wu, S. Liu//Optics Express. -2012. -Vol. 20(13). -P. 13727-13737.
- Hu, R. Design of double freeform-surface lens for LED uniform illumination with minimum Fresnel losses/R. Hu, Z. Gan, X. Luo, H. Zheng, S. Liu//Optik. -2013. -Vol. 124(19). -P. 3895-3897.
- Программное обеспечение для расчёта освещения DIALux . -URL: http://www.dial.de/.
