近似矩形照度分布的新型LED

以清華大學電子工程系集成光電子學國家重點實驗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重的技術瓶頸，使得LED路燈的實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路燈的制作面臨嚴重的技術瓶頸。單顆功率型LED較小的發(fā)光通量、芯片發(fā)光遠場分布所具有的朗伯型角度分布等內在特性，造成了半導體照明技術面臨較高的光學、熱學技術壁壘。羅毅教授課題組在LED路燈的光學系統(tǒng)和散熱結構上取得了重大突破。


該課題組首先提出了新的設計理念，將每顆功率型LED的輸出光分布設計成與道路照明標準規(guī)定面積一致的均勻矩形的照度分布。課題組發(fā)展了非成像光學系統(tǒng)設計理論，提出了一種新型的定義光學映射的方法——分離變量映射法，利用數值方法解決了路燈這種三維給定光分布問題。同時，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。在上述工作的基礎上該課題組獲得了具有自主知識產權的高光提取效率、矩形均勻照度分布的功率型LED封裝光學系統(tǒng)。