Hvordan Fokus a Light-Emitting Diode

September 10

Lysdioder har uteksaminert langt utover sine første roller som panel indikatorlamper. Nå lysdioder er brukt for applikasjoner som lommelykter, bil frontlykter og arkitektonisk belysning. Selv om LED er lett tilgjengelig, de er ikke veldig nyttig hvis lyset de genererer kan rutes fra der det er til der den trenger å være.

For bruk som laboratorie kilder, er det ofte nyttig å kollimere lys fra en LED, for å gjøre det til en "lysstråle." Beregningene er mer involvert når man bruker kraftige lysdioder for spesialitet eller generell belysning.

Bruksanvisning

Bruke en LED som en kollimert kilde

1 Identifiser belysningsmønster for LED. Vanligvis produsenten vil, som et minimum, gi divergens vinkler i x- og y-retningene.

Som et eksempel, anta at LED har en divergens på 38 grader i x og 47 grader i y.

2 Bestem de aktuelle brennvidder for å få ønsket strålen størrelse.

Brennvidden er gitt ved formelen f = D / (2 * tan (a / 2)), hvor D er den ønskede strålediameteren og a er den fullstendige stråledivergens i den retning det gjelder.

For dette eksempel ta en ønsket strålediameter på 25 mm. Deretter,

fx = 25 / (2 * tan (38/2) = 36 mm

Fy = 25 / (2 * tan (47/2) = 29 mm

3 Plasser kortere brennvidde sylindrisk linse på sitt eget brennvidde bort fra LED.

I eksempelet vil en sylindrisk linse med en brennvidde på 29 mm være plassert 29 mm fra LED, orientert slik at den fokuserer y retning.

4 Mark en indeks kortet med ønsket strålen diameter, og sjekk for å se at strålen forblir på at størrelse over den nødvendige avstanden. Justere plasseringen av linsen for å holde bjelken på den ønskede diameter.

I eksemplet vil skillekortet har en krets 25 mm diameter, og linsen er tilpasset for å holde den vertikale dimensjon av strålen så nær som mulig innenfor sirkelen.

5 Plasser lengre brennvidde sin egen brennvidde bort fra lampen.

For eksempel er en sylindrisk linse med en brennvidde på 36 mm plassert 36 mm fra LED, orientert slik at den fokuserer x-retningen.

6 Juster den andre linseposisjonen for å optimalisere kollimasjon. Bruk kartotekkort som en veiledning.

For å fullføre eksempel være å styre 36 mm brennvidde for å holde bredden av strålen så nær som mulig innenfor sirkelen.

7 Velg en passende anamorfisk prisme par. Et alternativ til to sylindriske linser er å plassere en anamorfisk prisme par nær LED, som circularizes strålen, utjevnings divergensen i x- og y-retningene. En enkelt objektiv med brennvidde kollimerer strålen.

Bruke lysdioder for belysning

8 Finn utgang mønster for LED. Hvorvidt den hvite fargen dannes ved overlagring lys fra LED flis av forskjellige farger, eller ved utslipp fra en fosfor-belagt ultrafiolette lampen, er utslippsmønster startpunktet. Produsentens datablad gi denne informasjonen.

9 Definere ønsket belysningsmønster. En stasjonær skrivebordslampe og en street har ganske forskjellige mål belysningsmønstre.

10 Modellere systemet i en optisk design program. Disse programmene godta produsentens datafiler som input, deretter forplante lyset gjennom en brukerdefinert optisk system, og beregne den endelige belysningsmønster.

11 Bruk intern optimalisering rutine av den optiske design program for å justere de optiske flater og justere utgangsbelysningsmønster.

Hint

Kollimasjon er aldri perfekt, spesielt med LED kilder, fordi de ikke er punktkilder. Godta noen divergens i kollimert strålen.
Høy effekt LED egnet for belysning er vesentlig forskjellige fra små lysdioder. De høy effekt enheter er ikke bare lysere; de er også fysisk større og ha en mer jevn belysning mønster.