用于led道路照明的渐变菲涅尔透镜设计

《用于led道路照明的渐变菲涅尔透镜设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、密级:硕士学位论文用于LED道路照明的渐变菲涅尔透镜设计作者姓名：戴艺丹指导教师：屈恩世副研究员学位类别：工学硕士学科专业：光学工程研究所：西安光学精密机械研究所2015年5月TheDesignofGradientFresnelLensUsedforLEDRoadLightingByDAIYIDANADissertation/ThesisSubmittedtoUniversityofChineseAcademyofSciencesInpartialfulfillmentoftherequirementForthedegreeofMasterofEngineeringX

2、i’anInstituteofOptics&PrecisionMechanics,ChineseAcademyofScienceMay,2014科研道德声明秉承研究所严谨的学风与优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。论文中所引用的内容都已给予了明确的注释和致谢。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了致谢。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。论文作者签名：日期：知识产权声明本人完全了解中科院西安光学精密机械研究所有关保护知识产权的规定，即：研究生在所攻读学位期间论文工

3、作的知识产权单位系中科院西安光学精密机械研究所。本人保证离所后，发表基于研究生工作的论文或使用本论文工作成果时必须征得产权单位的同意，同意后发表的学术论文署名单位仍然为中科院西安光学精密机械研究所。产权单位有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；产权单位可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。(保密的论文在解密后应遵守此规定)论文作者签名：导师签名：日期：日期：致谢时光荏苒，在西安光机所三年的硕士研究生学习生活即将结束，在此感谢每一个曾经关心和帮助过我的老师、家人、朋友和同学。感谢我的学位论文与专业指导老师屈恩世老师，屈老师为人

4、谦和、平易近人、科研严谨，他身体力行的工作作风和敬业精神将是我终身学习的榜样，在这三年的求学生涯中，屈老师在专业研究上给予了悉心的指导和充分的信任，在生活上给予了亲切的关怀和无私的帮助。特在此向屈老师表示最诚挚的感谢和崇高的敬意。感谢信息光子学研究室室主任任立勇老师两年来的关心和照顾，任老师严谨的治学态度，宽容豁达的人格，不知疲倦的工作热情，敏锐的科学洞察力以及丰富的科研实践经验和孜孜以求的科学精神将会对我今后的学习和工作产生深远的影响，成为我永远学习的楷模。感谢研究生部的李晋芳主任、赵萍、朱家芹、张雯老师，感谢你们为我们学生创造了良好的学习环境和和谐的生活环境。感谢

5、2014届毕业的王峰师兄在我入所后每当遇到光学设计方面的难题，都会耐心的给予我指导与帮助。感谢舍友黄会敏、李曼曼，虽然与你们相处的时间并不长，但让我也学到了很多生活的智慧。感谢西安光机所所有同学，让我时刻感受到了友情的温暖。感谢家人多年来一直无限的理解，无私而不求回报的照顾和支持，家人永远是我前进的无尽动力。希望大家幸福安康！戴艺丹2015年4月I摘要摘要LED作为一种新兴照明光源，因其在生产过程中不会产生污染，成品绿色环保，功耗远低于传统高压钠灯，且使用寿命长、电光转换效率高，使得越来越多的国家开始关注它在照明领域的发展前景。在照明行业中，传统灯具被LED所取代已成

6、为一个必然趋势。作为城市化建设的一项重要内容，良好的夜间道路照明条件也可以减少犯罪活动出现的概率，并具有美化城市夜景的效果。将LED用于道路照明时，由于其固有的光强度分布曲线无法直接满足道路照明的要求，需要通过二次光学设计来改造原有的光强度分布曲线，形成所需的配光曲线，因此，如何最大化提高灯具的光效率以及选择合适光强度分布形式即LED二次光学设计成为道路照明的重要研究课题。现阶段国内外用于道路照明的LED透镜主要采用自由曲面透镜的结构形式，可分为“花生壳”透镜和TIR（totalinternalreflection）透镜两种类型。但这两种透镜均存在厚度较大从而导致散热

7、性差的问题，而且这一缺点因传统透镜的结构特点而无法克服。菲涅尔透镜相比于传统透镜最大的优势是厚度薄、重量小、透光率高，但由于其保留了原透镜的曲率半径，因此可基本保持原光路不变。本课题立足于对用于LED道路照明的渐变菲涅尔透镜设计，论文内容主要包括以下方面：1）介绍了LED的优势、分类方法及自由曲面透镜的几种设计方法，明确课题研究内容。研究了《城市道路照明设计标准》（CJJ45-2006）的配光要求。在介绍非成像光学理论的基础上，分析了照明的相关概念、自由曲面光学器件的设计方法和路灯透镜设计流程。2）确定所用LED光源的辐射特性，以及目标照明面的照度要