基于波前重構(gòu)的非成像光學(xué)透鏡設(shè)計(jì)方法

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1、萬方數(shù)據(jù)浙江工業(yè)大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所提交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的研究成果。除文中已經(jīng)加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含其他個(gè)人或集體己經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不含為獲得浙江工業(yè)大學(xué)或其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位證書而使用過的材料。對(duì)本文的研究作出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人承擔(dān)本聲明的法律責(zé)任。作者簽名：與蠆宏之，日期：訓(xùn)中年I)r月7V日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保幫并向國家

2、有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)浙江工業(yè)大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。本學(xué)位論文屬于l、保密口，在——年解密后適用本授權(quán)書。2、不保密觀(請(qǐng)?jiān)谝陨舷鄳?yīng)方框內(nèi)打“寸’)?名：刀可也刷磁名‘P飼曰期：礦’妒年1≯月k"V日日期：諺，≯年I卜月’’日萬方數(shù)據(jù)基于波前重構(gòu)的非成像光學(xué)透鏡設(shè)計(jì)方法摘要根據(jù)當(dāng)今LED技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r，總結(jié)了前人對(duì)LED二次配光設(shè)計(jì)的研究。本文提出了一種基于波前重

3、構(gòu)的新型自由曲面透鏡設(shè)計(jì)方法。在這種方法中，第一個(gè)波前來自于光源，而第二個(gè)波前由目標(biāo)面應(yīng)用菲涅爾惠更斯原理重構(gòu)而得。然后利用光波傳輸函數(shù)和特殊的技巧對(duì)所得的兩個(gè)波前進(jìn)行計(jì)算，便可以得到所要設(shè)計(jì)的光學(xué)透鏡的兩個(gè)表面。為簡(jiǎn)單起見，入射光設(shè)置為平行光，所以第一個(gè)波前便為一個(gè)平面。那么第一個(gè)透鏡的光學(xué)表面也可以認(rèn)為是平面。光學(xué)仿真結(jié)果表明，這種方法設(shè)計(jì)的透鏡的光效可以達(dá)到0．81，并且光分布滿足設(shè)計(jì)要求。以下列出了本論文的主要工作：1．針對(duì)光線與波前的幾何關(guān)系，本文提出了一種通過將目標(biāo)面光照分布轉(zhuǎn)換成波前，將光

4、源照射情況也用波前來表示，同時(shí)對(duì)這兩個(gè)波前進(jìn)行設(shè)計(jì)，從而設(shè)計(jì)出兩個(gè)波前之間演化的透鏡的方法。2．本論文的目標(biāo)是設(shè)計(jì)一種可以滿足目標(biāo)面任意光分布的配光透鏡，通過波前重構(gòu)的方法設(shè)計(jì)出一種光能利用率高，加工便捷的新型LED配光透鏡，以此推動(dòng)非成像光學(xué)設(shè)計(jì)的普及和發(fā)展并為將來設(shè)計(jì)人員的研究提供一些理論和實(shí)踐依據(jù)。在本論文的撰寫過程中主要對(duì)波前重構(gòu)的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了研究，并且根據(jù)這個(gè)方法應(yīng)用相關(guān)軟件進(jìn)行光學(xué)元件的建模，仿真和結(jié)果分析。3。本論文中設(shè)計(jì)了一個(gè)目標(biāo)面為浙江工業(yè)大學(xué)Logo的造型為目標(biāo)光分布的透鏡，光源為

5、準(zhǔn)直的矩形LD。利用波前重構(gòu)的方法進(jìn)行萬方數(shù)據(jù)浙汀工業(yè)人學(xué)碩士學(xué)位論文設(shè)計(jì)，所得透鏡的一個(gè)表面為平面，另一個(gè)為自由曲面。光學(xué)仿真結(jié)果表明：得到了一個(gè)較清晰且與目標(biāo)光照分布一致的的照射圖案，透鏡的光效也達(dá)到了0．8以上。4．本文基于非成像光學(xué)理論利用對(duì)波前進(jìn)行重新構(gòu)造的方法設(shè)計(jì)配光透鏡，通過對(duì)矩形面光源的設(shè)計(jì)，得到了良好的光效和照度分布。但只對(duì)目標(biāo)面的單級(jí)灰度光分布進(jìn)行了設(shè)計(jì)，未來還可以進(jìn)一步對(duì)多級(jí)灰度的目標(biāo)面照度進(jìn)行透鏡設(shè)計(jì)。以及對(duì)點(diǎn)光源等其他形狀的光源進(jìn)行設(shè)計(jì)。這也是此算法進(jìn)一步研究的方向。關(guān)鍵詞：波

6、前重構(gòu)；非成像光學(xué)；光學(xué)配光透鏡Il萬方數(shù)據(jù)浙江工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文A‘opticaldesigjmethodforfrt!e—foAnon-imagingopticaldesignmethod10rlreeIo-rm—lensbaseonwave．frontreconstructionABSTRACTAccordingtothedevelopmentofLED，atechnicalsummaryofthesecondaryopticaldesignforLEDilluminationsispresen

7、ted．Andanovelfree-formlensdesignmethod，whichisbasedoninversewave—frontreconstruction，isproposedinthepresentdissertation．Inthismethod，thefirstwave—frontiscomefromlightsource，whilethesecondwave—frontisreconstructedoftargetlightdistributionbyusingtheFresnel

8、-Huygensprinciple，thenthetwoopticalfree—formsurfacescanbecalculatedwiththetransmissionfunctionsoflightwaveandsomespecialskills．Forsimplicity,theinputlightsareconfinedtotheparallellights，SOthefirstwave—frontisofaplane，andth