在LED道路照明的推廣應(yīng)用中，光學(xué)設(shè)計(jì)成為亟待解決的關(guān)鍵問題。圍繞非成像光學(xué)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(xué)系統(tǒng)的研究。本文針對LED路燈的光學(xué)設(shè)計(jì)進(jìn)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(xué)機(jī)構(gòu)仿真軟件Tracepro對LED芯片進(jìn)行光學(xué)建模，即LED的一次光學(xué)設(shè)計(jì)，光線追跡表明所建模型的光強(qiáng)分布與實(shí)驗(yàn)值吻合較好，對已有的LED光源陣列進(jìn)行了模擬實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證和完善LED光源的詳細(xì)參數(shù)，并對影響一次光學(xué)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行了分析。

(2)對自由曲面設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了深入研究，為LED路燈的二次光學(xué)設(shè)計(jì)奠定了理論基礎(chǔ)，并理論推導(dǎo)出自由曲面公式。

(3)根據(jù)道路照明的技術(shù)要求、對LED路燈二次光學(xué)設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了研究。

其中二次光學(xué)設(shè)計(jì)包括反光碗設(shè)計(jì)和陣列設(shè)計(jì)。反光碗設(shè)計(jì)利用微分法設(shè)計(jì)了出光角度為450的自由曲面反光碗；陣列設(shè)計(jì)采用區(qū)域分割法的思想進(jìn)行了設(shè)計(jì)。

本文根據(jù)非成像光學(xué)設(shè)計(jì)理論，光學(xué)效果通過理論計(jì)算、Tracepro軟件仿真和實(shí)際測量均達(dá)到了道路照明標(biāo)準(zhǔn)中第二級別主干路的要求。

實(shí)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(yīng)用中的光學(xué)難題，具有良好的市場推廣價值。

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