2.1 RXI（從疊式）集光器設(shè)計(jì) 

分析不同的設(shè)計(jì)結(jié)果表明，集光器聚光行為是光線通過折疊、多次反射（ RXI形式） 。此外，相對(duì)于單次光線折射類型的設(shè)備具有較大的內(nèi)外經(jīng)比（約 1/3） 。與傳統(tǒng)的 RXI 設(shè)備相比，我們?cè)诩�光器使用了中央透鏡。由于簡(jiǎn)化制造，無反射涂層中心，該模型實(shí)施一套用戶自定義的 ZEMAX ®軟件和二階分段貝塞爾曲線（曲線圖 1） 全部系統(tǒng)用九條分段貝塞爾樣條曲線表示：

◎ 反射面（圖 1a 中曲線 1 ）-4 貝塞爾樣條

◎ 反射面涂層（圖 1a 中曲線 2）-2 貝塞爾樣條 

◎ 出射面面（圖 1a 中曲線 3 ） - 2 貝塞爾樣條 

◎ 中央透鏡（圖 1a 中曲線 4） - 1 貝塞爾樣條 

◎ 圖1中的A和B ，（ a ）眼睛在定點(diǎn)觀察集光器中光線分布。由于ZEMAX®軟件的非連續(xù)性不能用于二維表示，我們制定了一個(gè)2.5維代表（見圖1 b）項(xiàng)。根據(jù)特別規(guī)定的參數(shù)的集光器形象圖。圖（a）可以通過加深深度擠出（優(yōu)化，參見圖1b）或繞Z -軸旋轉(zhuǎn)（分析）得到圖b） 。

圖1.貝塞爾樣條模型的聚能器樣條組合（ RXI 樣） a)二維剖面光線組合 b）用 ZEMAX ®軟件優(yōu)化的 2.5 維模型

圖2.人工數(shù)值最優(yōu)化按自然法則無法確定聚能器形狀 a-邊緣交叉點(diǎn)處光線分布 b -內(nèi)部交叉部分光線分布

4 結(jié)論 

這項(xiàng)工作主要研究非成像光學(xué)設(shè)計(jì)算法在光學(xué)設(shè)計(jì)軟件中的普遍應(yīng)用，使其與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)軟件相結(jié)合，快捷方便的達(dá)到應(yīng)用和設(shè)計(jì)目標(biāo)。  

◎ 最小方差優(yōu)化法可用于光學(xué)擴(kuò)展量有限的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，附加以非序列光線追跡原則可以很好的達(dá)到設(shè)計(jì)效果; 

◎ 對(duì)于多重折射/反射集光器，依據(jù)邊緣光線原則優(yōu)化非常有效，（發(fā)光效率更高，超過 80％）集光器的體積由 LED 光源最小發(fā)散角決定（較小，不超過±10°）; 

◎ 分段貝塞爾曲線適用于描述集光器的形狀，依據(jù)不同的直接優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)，但應(yīng)考慮不可實(shí)現(xiàn)的優(yōu)化部分; 

◎ 用確定性優(yōu)化算法設(shè)計(jì)集光器的光通量分布、（特別是-均勻光場(chǎng)分布）照度分布，不考慮閑雜光線影響; 

◎ 具有聚光、均勻光場(chǎng)分布效果的集光器其光學(xué)擴(kuò)展量很難確定，可以收集 LED光源發(fā)光總量額 70％以上，（發(fā)散角一般為±10°或以上）; 

◎ 指數(shù)匹配，確保 LED 具有較高光耦合率 ，但在優(yōu)化過程中必須考慮到集光器的實(shí)際模型; 

◎ 集光器原型，根據(jù)先進(jìn)的優(yōu)化算法，可很好的達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)并進(jìn)行仿真預(yù)測(cè)。