基于波前重构的非成像光学透镜设计方法

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2、有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权浙江工业大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于l、保密口，在——年解密后适用本授权书。2、不保密观(请在以上相应方框内打“寸’)⋯名：刀可也刷磁名‘P饲曰期：矿’妒年1≯月k"V日日期：谚，≯年I卜月’’日万方数据基于波前重构的非成像光学透镜设计方法摘要根据当今LED技术的发展状况，总结了前人对LED二次配光设计的研究。本文提出了一种基于波前重

3、构的新型自由曲面透镜设计方法。在这种方法中，第一个波前来自于光源，而第二个波前由目标面应用菲涅尔惠更斯原理重构而得。然后利用光波传输函数和特殊的技巧对所得的两个波前进行计算，便可以得到所要设计的光学透镜的两个表面。为简单起见，入射光设置为平行光，所以第一个波前便为一个平面。那么第一个透镜的光学表面也可以认为是平面。光学仿真结果表明，这种方法设计的透镜的光效可以达到0．81，并且光分布满足设计要求。以下列出了本论文的主要工作：1．针对光线与波前的几何关系，本文提出了一种通过将目标面光照分布转换成波前，将光

4、源照射情况也用波前来表示，同时对这两个波前进行设计，从而设计出两个波前之间演化的透镜的方法。2．本论文的目标是设计一种可以满足目标面任意光分布的配光透镜，通过波前重构的方法设计出一种光能利用率高，加工便捷的新型LED配光透镜，以此推动非成像光学设计的普及和发展并为将来设计人员的研究提供一些理论和实践依据。在本论文的撰写过程中主要对波前重构的设计方法进行了研究，并且根据这个方法应用相关软件进行光学元件的建模，仿真和结果分析。3。本论文中设计了一个目标面为浙江工业大学Logo的造型为目标光分布的透镜，光源为

5、准直的矩形LD。利用波前重构的方法进行万方数据浙汀工业人学硕士学位论文设计，所得透镜的一个表面为平面，另一个为自由曲面。光学仿真结果表明：得到了一个较清晰且与目标光照分布一致的的照射图案，透镜的光效也达到了0．8以上。4．本文基于非成像光学理论利用对波前进行重新构造的方法设计配光透镜，通过对矩形面光源的设计，得到了良好的光效和照度分布。但只对目标面的单级灰度光分布进行了设计，未来还可以进一步对多级灰度的目标面照度进行透镜设计。以及对点光源等其他形状的光源进行设计。这也是此算法进一步研究的方向。关键词：波

6、前重构；非成像光学；光学配光透镜Il万方数据浙江工业大学硕士学位论文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