在LED道路照明的推廣應用中，光學設計成為亟待解決的關鍵問題。圍繞非成像光學系統(tǒng)的兩大核心問題出光效率和光照度，開展LED照明光學系統(tǒng)的研究。本文針對LED路燈的光學設計進行了深入研究。取得的主要創(chuàng)新成果如下：

(1)根據(jù)LED芯片發(fā)光的理論模型，利用光學機構仿真軟件Tracepro對LED芯片進行光學建模，即LED的一次光學設計，光線追跡表明所建模型的光強分布與實驗值吻合較好，對已有的LED光源陣列進行了模擬實驗，驗證和完善LED光源的詳細參數(shù)，并對影響一次光學設計的關鍵參數(shù)進行了分析。

(2)對自由曲面設計方法進行了深入研究，為LED路燈的二次光學設計奠定了理論基礎，并理論推導出自由曲面公式。

(3)根據(jù)道路照明的技術要求、對LED路燈二次光學設計方法進行了研究。

其中二次光學設計包括反光碗設計和陣列設計。反光碗設計利用微分法設計了出光角度為450的自由曲面反光碗；陣列設計采用區(qū)域分割法的思想進行了設計。

本文根據(jù)非成像光學設計理論，光學效果通過理論計算、Tracepro軟件仿真和實際測量均達到了道路照明標準中第二級別主干路的要求。

實踐證明，本文開發(fā)的LED路燈，具有良好配光效果。解決了限制LED路燈推廣應用中的光學難題，具有良好的市場推廣價值。

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