Hotspots in cylindrical mirror light pipes

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1、Hotspotsincylindricalmirrorlightpipes:descriptionandremovalPDSwift,GBSmithandJFranklin圆柱形镜面光导管热点：描述与移除摘要：相对于光导管的平行、扩散输入，本文测量和计算了圆柱形镜面光导管出口孔径的透射率和辐射度的分布。镜面光导管系统是一个非成像光学系统的例子，这个非成像光学系统可以聚光，会引起热点问题以及对用在出口孔径或是明亮房间内的漫射器发眩光。本文论述了入口孔径使用漫射器克服了这些问题并没有明显降低这一类镜面光导管的传输。原理图1(a)进入镜面光导管的辐射坐标系，光导管的入

2、口和出口孔径以及组成镜面光导管的二维光导管(b)散射角的定义，ε实验：在光导管的入口处分别拍下两个较小直径的有、无漫射器的镜面光导管。实验中使用小型中空镜面光导管结果造成了光导管表面的显著变形，这显著改变了出口辐射度模型。这一问题可以使用实心镜面光导管克服——实验中使用2个32mm直径、长度分别为128mm和256mm的有机玻璃（聚甲基丙烯酸甲酯）圆柱形棒条（也就是表面尺寸比例分别为4.0和8.0）。认为丙烯酸的折射指数为1.49和光源光谱为常数，光源光谱为有20cm焦距镜头的白色LED。实验中使用实心光导管的缺点是入射角的效果有限——折射率为1.49（也就是聚

3、甲基丙烯酸甲酯）光进入光导管内的最大入射角为42°。下面的结果即有效入射角：30°和19.6°。测量在入口安有漫射器和没有漫射器的镜面光导管透光率如图2。实验中圆柱形镜面光导管的内径为25mm。镜面光导管和乌布利希球均安装以便旋转为了入射角的变化。在安有和不安漫射器的表面尺寸比例分别为4.0和8.0的两个镜面光导管，根据入射角来测量透光率。实验中的光源使用焦距为20cm绿色平行的LED光。在LED最大波长（520nm）下，用分光光度计测量Silverlux的反射比，发现有一个值为0.93，由于Silverlux的光谱反射率在这一部分光谱中相对平坦可以认为这个值是

4、所有LED波长范围内的。以4个厚度的漫射器为特点：1.0，2.0，3.0和4.0mm——之严重用的镜面光导管漫射器为最薄的和最厚的。用分光光度计测量漫射器的角扩散函数（在别的文献中给出）——在垂直入射角下用HeNe激光（633nm）测量。用200mm直径的乌布利希球和HeNe激光测量漫射器的总透光率。图2用来测量镜面光导管传输的实验装置，根据入射角显示漫射器的位置结果与讨论:图34mm厚漫射器的散射.点表示实验测量值，实线表示根据公式8和表1所绘的角扩散函数.纵轴是对数分度表1漫射器特性的测量图4：辐射入射角为19.6°对于（A）不设漫射器，（B）1mm厚的漫射

5、器，（C）4mm厚的漫射器，长宽比为4的立体镜面光导管辐射度模型的测量.典型模型显示了与小写字母所代表的相一致图5：辐射入射角为30°对于（A）不设漫射器，（B）1mm厚的漫射器，（C）4mm厚的漫射器，长宽比为4的立体镜面光导管辐射度模型的测量.典型模型显示了与小写字母所代表的相一致图6：辐射入射角为19.6°对于（A）不设漫射器，（B）1mm厚的漫射器，（C）4mm厚的漫射器，长宽比为8的立体镜面光导管辐射度模型的测量.典型模型显示了与小写字母所代表的相一致图7：辐射入射角为30°对于（A）不设漫射器，（B）1mm厚的漫射器，（C）4mm厚的漫射器，长宽比为

6、8的实心镜面光导管辐射度模型的测量.典型模型显示了与小写字母所代表的相一致结论：对于扩散输入而言，实验测量和模拟结果给出了实心和中空镜面光导管模型的透射率和辐射度。人们对实验和模拟结果给出满意协议并给出缺乏详细说明的漫射器知识。本文论述了镜面光导管孔径的热点和眩光明显降低而并不是镜面光导管的透射率明显降低。本文对结果的提出是依据镜面光导管的透射率而不是通过管子传输的发光功率。这一现象的原因可能是在镜面光导管输入孔径处的实验设备使用了一个的平坦的漫射器，这个镜面光导管可以增加菲涅耳反射，减少上述那些类型在圆屋顶镜面光导管入口孔径的使用。在高入射角下，一个圆屋顶配有

7、一个漫射器比那些不配漫射器的圆屋顶将会增加生产量，因为光照射到圆屋顶将有部分光会分散到镜面光导管内。低入射角的效果将会是相反的——漫射圆屋顶将光分散到远离镜面光导管的入口孔，这将会缓减较实用性的劣势，如上所述，光可以承担由那些系统损失的。镜面光导管使用漫射器的净效率可以使室内光亮度达到平衡，可以在整个白天使用光导管照明。