适用于扩展光源且具有阵列编辑性的透镜组设计

作者：屈忠瑞; ***^*; 胡正发^*; 许毅钦; 朱峻锋; 陈博谦; 邢景超

来源：量子电子学报, 2023, 1-14.

• 几何光学
• 大面积均匀光斑
• 有效辐射通量比
• 扩展光源

基于LED扩展光源实现大面积均匀光斑的新型应用场景，针对有效辐射通量比和均匀度的要求，此研究利用自由曲面设计结合斯涅耳定律以及能量守恒定律，设计出一款能实现大面积均匀光斑的透镜组。该透镜组具有良好的有效辐射通量比和均匀度。透镜组阵列能够耦合多颗LED面阵列扩展光源，实现更高光功率的均匀光斑。透镜组由一块次透镜和一块主透镜组成。次透镜对LED发光角进行收缩来减小透镜组结构，主透镜对能量进行调控来实现均匀度调节。通过蒙特卡洛光线追迹模拟仿真，单个透镜组在接收面呈现方形均匀光斑，有效辐射通量比达到95.5%，均匀度达到95.7%。透镜组阵列在接收面同样呈现方形均匀光斑，有效光通量比和均匀度均大于95%，可以用于基于荧光反向测量装置中的大功率光源的应用场景。

• 单位
  广东省科学院; 广东工业大学