近似矩形照度分布的新型LED

以清華大學(xué)電子工程系集成光電子學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室羅毅教授課題組為主研發(fā)的新型功率型LED城市照明光源突破了嚴(yán)重的技術(shù)瓶頸，使得LED路燈的實(shí)際照度分布近似為矩形，并且照度分布很均勻，并比目前道路使用的高壓鈉燈綜合節(jié)能60%以上。


高效功率型LED路燈的制作面臨嚴(yán)重的技術(shù)瓶頸。單顆功率型LED較小的發(fā)光通量、芯片發(fā)光遠(yuǎn)場分布所具有的朗伯型角度分布等內(nèi)在特性，造成了半導(dǎo)體照明技術(shù)面臨較高的光學(xué)、熱學(xué)技術(shù)壁壘。羅毅教授課題組在LED路燈的光學(xué)系統(tǒng)和散熱結(jié)構(gòu)上取得了重大突破。


該課題組首先提出了新的設(shè)計(jì)理念，將每顆功率型LED的輸出光分布設(shè)計(jì)成與道路照明標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定面積一致的均勻矩形的照度分布。課題組發(fā)展了非成像光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)理論，提出了一種新型的定義光學(xué)映射的方法——分離變量映射法，利用數(shù)值方法解決了路燈這種三維給定光分布問題。同時(shí)，在三維表面造型中，提出了采用不連續(xù)表面的三維造型方法，更加準(zhǔn)確的控制透鏡表面的形狀，從而非常簡單、有效地獲得了理想的矩形照度分布。在上述工作的基礎(chǔ)上該課題組獲得了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高光提取效率、矩形均勻照度分布的功率型LED封裝光學(xué)系統(tǒng)。