中继聚光镜系统设计

  • 8 July 2022
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此文为翻译帖,原文以及附件参考:

リレーコンデンサーレンズの設計例について | Zemax Community

中继聚光镜系统是照明光学中的基本光学系统。

 

它的特点是,即使在光源亮度不均匀的情况下,也能实现均匀照明,而且没有能量损失。

中继聚光镜系统具有出色的功能。

 

中继聚光镜光学元件使用两个透镜。

第一个镜头被称为聚光镜。

它的目的是收集光线,它被设计成在第二个镜头上方形成一个光源的图像。

第二个镜头被称为中继镜头,其目的是将第一个镜头的图像引导到受照面。

 

亮度不均匀的光源是,例如,灯丝和放电管。

这些光源的亮度不均匀,但光的分布是均匀的。

 

一个放置在离光源一定距离的聚光镜被均匀地照亮。

通过用中继透镜投射均匀的表面,可以看到被照射的表面也变得均匀照亮。

通过将所有入射到聚光镜上的能量转移到中继透镜中来防止能量损失。

 

最终的镜头数据和布局图如下所示。

 

最左边的镜头是光源。

第一个镜头是聚光镜。

第二个镜头是一个中继镜头。 右侧的一端是照明面。

 

光源很小,如果光源中包括反射元件,得到的光源大小为反射元件的光学尺寸,光源的出瞳即反射系统的出瞳。

 

中继式聚光镜系统的特点是物面与聚光镜重合。

考虑一下OpticStudio中的镜头编辑器是如何组装的。

 

第一个平面是光阑,它被看作是光源。

换句话说,光阑的位置被指定为与物体平面的负距离。

与聚光镜使用的是相同的距离。

 

聚光镜的表面与物体平面对齐,因此可以采用优化方法来减少点斑。

然而,应该注意的是,角度过大会导致低照度。

 

检查为该项目设计的中继式聚光镜系统的照度分布。

这是因为聚光镜是圆形的,所以辐照形状也是圆形的。

如果聚光镜是矩形的,那么照射形状也将是矩形的。

 

选择分析→扩展光源分析→几何光学图像分析。

有一种复眼透镜,就是由多个上述系统拼合而成。


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