基于白光led的任意波形均匀光源

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1、硕士学位论文题目:基于白光LED的任意波形均匀光源研究生许伟忠专业电子与通信工程指导教师胡淼副教授完成日期2015年12月杭州电子科技大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明，，独立进行研充工作所取本人郑重声明：所呈交的学位论丈是本人在导师的指导下得的成果，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰。除文中已皆注明引用的内容外，写过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中明确方式标明。一申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担切相关贵任。＾论文作者签名曰期：ｗ年月＾？曰／ｉｉ５学位论文使用授权说明本人完全了解杭州电子科技

2、大学关于保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属杭州电子科技大学。本人保证毕业离校后，发表论文或使巧论文工作成果时署名单位仍然为杭州电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅和借阅论文Ｌ；学校可公布论文的全部或部分内容，可：！允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论义。（保密论文在解密后遵守此规定）论文作者签名：曰期：如化年月＾＾６＾斗啦？＾指导教师签名：曰期；年月／＾巧一＿Ｗ）３／备杭州电子科技大学硕士学位论文基于白光LED的任意波形均匀光源研究生：许伟忠指导教师：胡淼副教授2015年12月Disserta

3、tionSubmittedtoHangzhouDianziUniversityfortheDegreeofMasterArbitraryuniformwaveformopticalsourcebasedonwhiteLEDCandidate:XuWeizhongSupervisor:AssociateProf.HuMiaoDecember，2015杭州电子科技大学硕士学位论文摘要近年来，能源危机日益严重，国家战略新兴LED产业发展迅速，市场应用潜力巨大。由于缺少规范标准，并且企业自身现有装备设施、工作基础及技术水平发展不平衡，造成LED产品种类繁多、性能各异，急需建立LED相关标准体

4、系。本论文主要围绕大功率白光LED，目标是研制出一种基于白光LED的任意波形均匀光源，用于标定LED检测仪器的光电特性。对LED的二次光学设计及驱动调光技术进行探究，针对目前LED中存在的出光不均匀、非线性现象做出以下几方面的研究：1）对LED的发展历程、应用及发展趋势的概况进行简要介绍，综述LED二次光学设计的优势，非线性光学设计方法的国内外发展及应用状况。2）对光度学及辐射度学的概念进行解释，阐述其内在联系，介绍了LED的基本结构、封装形式和发光原理，对LED电学特性和光学特性进行了分析，总结了LED性能特点。3）针对LED中存在的出光不均匀现象，采用非成像光学对大功率白光LED

5、进行二次光学设计。基于边缘光线原理和光学扩展量守恒思想，结合复合抛物面聚光器和轴对称的自由曲面透镜，设计并研制大功率发光二极管扩展光源的反射/折射准直器。通过Tracepro软件对系统进行光束追迹模拟仿真并指导实验，使LED扩展光源输出发散角为±12°，测量距离出射面50cm处光屏的光斑，在尺寸为14cm×14cm的光照范围内，测得光斑水平方向中心线上的光度非均匀度优于4.1%，竖直方向中心线上的光度非均匀度优于3.8%，LED光源出光处到目标屏光斑处的整体光效优于40%。4）针对LED中光信号存在非线性的问题，设计了相应的驱动及校正方法。根据LED的电学特性，分析比较了常用LED驱

6、动方式，采用恒流驱动中的线性控制方法对信号进行线性放大，降低信号放大过程中的失真影响。选取OPA541高功率运算放大器作为线性调节器，简化LED驱动电路，具有对信号的进行功率放大以及驱动LED发光的功能。精确计算电路参数，采用AltiumDesigner设计软件进行电路原理图设计及PCB板的设计。通过分析电功率与峰值辐照度之间的关系，依据LED的伏安特性曲线，采用软件查表法校正光信号波形的非线性现象，使辐照度值随时间的变化具有良好线性关系。使光源具有任意波形光信号的输出特点，可作为任意波形光信号源。关键词：大功率白光LED，非成像光学，LED驱动控制，非线性校正I杭州电子科技大学硕士

7、学位论文ABSTRACTInrecentyears,theenergycrisisisincreasingseriously.ThenationalstrategicthatemergingLEDindustryhasdevelopedrapidlyandthemarkethasgreatpotential.Duetothelackofstandardsandtheimbalanceoftheirownexistingfacilitiesandequipm