畢業(yè)論文：基于tracepro的led導(dǎo)光管設(shè)計

1、畢業(yè)論文：基于tracepro的led導(dǎo)光管設(shè)計畢業(yè)論文：基于tracepro的led導(dǎo)光管設(shè)計畢業(yè)論文：基于tracepro的led導(dǎo)光管設(shè)計:2013-3-5 21:44:34畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）題 目：基于tracepro的led導(dǎo)光管設(shè)計系 別：理學(xué)系專 業(yè)：光信息科學(xué)與技術(shù)提示：本文原版含圖表word版全文下載地址附后（正式會員會看到下載地址）。這里只復(fù)制粘貼部分內(nèi)容或目錄（下面顯示的字?jǐn)?shù)不代表全文字?jǐn)?shù)）,有任何不清楚的煩請咨詢本站客服。摘 要微細(xì)側(cè)發(fā)光導(dǎo)光管可以將led點光源轉(zhuǎn)化成線光源。為了同時發(fā)揮led光源和ccfl光源的優(yōu)勢，本文對導(dǎo)光管模型進(jìn)行了改進(jìn)，使不同長度導(dǎo)光管均

2、能滿足良好的出光性能。在網(wǎng)點公式基礎(chǔ)上引入非線性修正參數(shù)，并找到導(dǎo)光管長度與的對應(yīng)關(guān)系，得到不同長度導(dǎo)光管的優(yōu)化網(wǎng)點排布形式。針對較短導(dǎo)光管光能利用率偏低的問題，采用導(dǎo)光管一端入光，另一端鍍反射膜的方法，可顯著提高光能利用率。模擬結(jié)果表明，該類導(dǎo)光管光能利用率達(dá)到63%以上，亮度均勻性達(dá)到93%以上，可應(yīng)用于大中型尺寸的液晶背光模組中。tracepro是一套普遍用于照明系統(tǒng)、光學(xué)分析、輻射度分析及光度分析的光線模擬軟件。比起傳統(tǒng)的原形方法，tracepro在建立顯示系統(tǒng)的原型時，在時間上和成本上要降低3050%。關(guān)鍵詞：led；導(dǎo)光管；光能利用率；traceproabstractmicro-o

3、ptical side-emitting light pipe can transform led light from point source to linear source and it has the advantages of both led and ccfl when used in lcd backlight module. in order to achieve good performance of light pipes with different lengths, this article, improves the light pipe model and int

4、roduces nonlinear correcting paramet- 12 -結(jié)束語- 19 -致 謝- 20 -參考文獻(xiàn)- 21 - 第一章緒論1.1課題的研究背景及現(xiàn)實意義半導(dǎo)體技術(shù)是一種健康、節(jié)能、環(huán)保型照明產(chǎn)品。該產(chǎn)品無需用電，它的工作原理是將室外的自然光線通過采光罩進(jìn)入系統(tǒng)風(fēng)，經(jīng)特殊制作的光導(dǎo)管道傳輸和強(qiáng)化后由系統(tǒng)的底部的漫射裝置把自然光均勻漫射到室內(nèi)每一個角落。超級反光的光導(dǎo)管，集中自然光，并可調(diào)節(jié)彎頭，使光導(dǎo)管能夠自然彎曲和轉(zhuǎn)動，將自然光準(zhǔn)確的導(dǎo)入你所需要的地方，從黎明到黃昏，甚至是陰雨天氣，讓無法從窗戶透進(jìn)光線的地方明亮起來。桑帕普導(dǎo)入的光線為自然光，因此不會產(chǎn)生炫光和頻

5、閃，從而避免了產(chǎn)生“燈光疲勞綜合癥”（眼睛發(fā)干、發(fā)酸、頭暈、頭痛、緊張、疲勞等癥狀），是目前國外備受推崇的一種健康、節(jié)能、環(huán)保型照明產(chǎn)品。 光導(dǎo)管技術(shù)是太陽能光利用的一種方式，屬于綠色照明技術(shù)，該技術(shù)為光能的高效傳輸提供了可能的途徑。本文對建筑用光導(dǎo)管技術(shù)的發(fā)展歷史和研究現(xiàn)狀做了總結(jié)，并指出該技術(shù)的未來發(fā)展趨勢。光導(dǎo)管技術(shù)與自然通風(fēng)相結(jié)合，可以使光導(dǎo)管的功能更加完善，在采光的同時使室內(nèi)保持良好的自然通風(fēng)，對于建筑節(jié)能和改善室內(nèi)空氣品質(zhì)具有積極意義。半導(dǎo)體技術(shù)已經(jīng)改變了世界，半導(dǎo)體照明技術(shù)將再一次改變我們的世界。作為一種全新的照明技術(shù)，led是利用半導(dǎo)體芯片作為發(fā)光材料、直接將電能轉(zhuǎn)換為光能的發(fā)

6、光器件。自20世紀(jì)60年代世界第一個半導(dǎo)體發(fā)光二極管誕生以來，led照明由于具有壽命長、節(jié)能、色彩豐富、安全、環(huán)保的特性，被譽(yù)為人類照明的第三次革命。led（light-emitting-diode中文意思為發(fā)光二極管）是一種能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化為可見光的半導(dǎo)體，它改變了白熾燈鎢絲發(fā)光與節(jié)能燈三基色粉發(fā)光的原理，而采用電場發(fā)光/color。據(jù)分析，led的特點非常明顯，壽命長、光效高、無輻射與低功耗。led的光譜幾乎全部集中于可見光頻段，其發(fā)光效率可達(dá)8090%。將led與普通白熾燈、螺旋節(jié)能燈及t5三基色熒光燈進(jìn)行對比，結(jié)果顯示：普通白熾燈的光效為12lm/w，壽命小于2000小時，螺旋節(jié)能燈的光

7、效為60lm/w，壽命小于8000小時，t5熒光燈則為lm/w，壽命大約為10000小時，而直徑為5毫米的白光led為2028lm/w，壽命可大于100000小時。有人還預(yù)測，未來的led壽命上限將無窮大。 與傳統(tǒng)燈泡比起來，led的優(yōu)越之處在于： •點亮無延遲，響應(yīng)時間更快，傳統(tǒng)玻殼燈泡則有0.3秒的延遲，防止追尾 •更強(qiáng)的抗震性能 •發(fā)光純度高，無需燈罩濾光，光波長誤差在10納米以內(nèi) •發(fā)光熱量很小，對燈具材料的耐熱性要求不是很高 •光束集中，更易于控制，且不需要用反射器聚光，有利于減小燈具的深度 •耗電量低，達(dá)到傳統(tǒng)燈泡同等的發(fā)

8、光亮度時，耗電量僅為傳統(tǒng)燈泡的6%，省電 •超長壽命，無燈絲結(jié)構(gòu)不發(fā)熱，正常使用在6年以上 1.2導(dǎo)光管的應(yīng)用與發(fā)展導(dǎo)光管具有很長的歷史。盡管它發(fā)明于1880年,但第一次大量生產(chǎn)卻是在100年以后。從1980年至今, 約50000套導(dǎo)光管在俄羅斯生產(chǎn)出來, 其中有5000套為沖壓鋁系統(tǒng)。自1986年以來, 北美生產(chǎn)出15000多套采用分光膜的導(dǎo)光管系統(tǒng)( 主要規(guī)格為6m150mm, 配用250w金屬鹵化化物燈) 。1980年到1994年, 烏克蘭的vatra公司生產(chǎn)出47000多套規(guī)格為6m275mm和18m600mm, 涂有2050lm聚乙烯對酞酸鹽反射膜的導(dǎo)光管系統(tǒng), 這些系統(tǒng)配

9、用700w反射型金屬鹵化物燈( 34只大直徑燈) 。這些系統(tǒng)大多安裝在危險地區(qū)( 易爆或易燃) 和更換燈等維修費用很高的場所。俄羅斯還生產(chǎn)了5000套沖壓鋁系統(tǒng)。如今, 有12個國家的15家公司生產(chǎn)導(dǎo)光管系統(tǒng), 繼續(xù)進(jìn)行技術(shù)與設(shè)計方面研究的有加拿大、瑞士、俄羅斯以及烏克蘭和美國。由于這些努力, 以前僅限于易燃場所使用的導(dǎo)光管, 現(xiàn)在廣泛用于各種特殊場合, 如公路照明、博物館照明以及日常的室內(nèi)照明等。1.3 導(dǎo)光管照明的特點空心導(dǎo)光管集中體現(xiàn)了對非能源利益感興趣的課題。的確, 節(jié)能不是使用導(dǎo)光管系統(tǒng)的主要動機(jī), 一般來說下列因素更為重要, 盡管應(yīng)該強(qiáng)調(diào)hlg技術(shù)在許多情況下并不是唯一的選擇。(

10、1) 有可能利用超高輸出光源, 而這些光源不能與普通燈具配用( 2) 要求均勻的照度和低弦光點光源或線性高強(qiáng)度光源的光通量可在很大范圍內(nèi)均勻分布。( 3) 降低維持費用需要換的燈很少, 因為光源的數(shù)量減少了, 而且很容易裝進(jìn)燈箱內(nèi), 盡管發(fā)生的光遠(yuǎn)離地平面, 而燈箱可放在地面上。( 4) 具有熱控性能可非常簡便地收集并去除光源發(fā)生的不希望有的廢熱。( 5) 降低污垢減光密封的導(dǎo)光管系統(tǒng)比普通燈具沉積的污垢要少, 雖然普通燈具也可密封, 但不得不打開更換燈泡。此外, hlg系統(tǒng)可能具有氣動特性, 原始粒子不會落在燈具的光發(fā)射面上。( 6) 顯著提高的安全性能降低了電擊、爆炸和火災(zāi)的危險性, 這是

11、由于導(dǎo)光管的低溫特性和在其通道內(nèi)存在電勢, 以及降低了的磁場。這些都有利于導(dǎo)光管應(yīng)用于特殊環(huán)境, 如化工廠或潔凈室, 因為系統(tǒng)的電子器件可放置在遠(yuǎn)離敏感環(huán)境的地方。( 7) 光源和光分布終點的隔離簡化了紫外過濾工藝, 而且只需很少量的過濾材料。( 8) 將彩色濾光片或燈插在導(dǎo)光管的端部, 可以很容易地改變光色。( 9) 當(dāng)使用不同形狀和顏色的配套照明裝置時,可為照明建筑藝術(shù)設(shè)計提供許多新機(jī)會。1.4本課題的任務(wù)及主要內(nèi)容1.4.1研究的主要內(nèi)容（1）應(yīng)用tracepro軟件建立導(dǎo)光管模型。（2）對模型進(jìn)行模擬仿真。1.4.2整體方案利用tracepro以下功能：以定義和跟蹤數(shù)百萬條光線；圖形顯

12、示、可視化操作以及提供3d實體模型的數(shù)據(jù)庫；導(dǎo)入和導(dǎo)出主流cad軟件和鏡頭設(shè)計軟件的數(shù)據(jù)格式。分五個步驟1、建立幾何模型； 2、設(shè)置光學(xué)材質(zhì)； 3、定義光源參數(shù)； 4、進(jìn)行光線追跡； 5、分析模擬結(jié)果。 第二章 led原理及優(yōu)勢2.1 相干光學(xué)信息處理系統(tǒng)的介紹目前使用的大部分燈具是白熾鎢絲燈或者采取氣體放電，而半導(dǎo)體發(fā)光二極管（led）的發(fā)光原理則與大部分燈迥然不同。發(fā)光二極管自發(fā)性（spontaneous）的發(fā)光是由于電子與空穴的復(fù)合而產(chǎn)生的。一般的半導(dǎo)體發(fā)光二極管，多以-、-族化合物半導(dǎo)體為材料。圖1示出的是- 及-族元素的帶隙（bandgap）與晶格常數(shù)（lattice constant）的關(guān)系。這些材料的發(fā)光范圍由紅光到紫外線，目前紅光的材料主要有algainp，而藍(lán)綠光及紫外線的主要材料則有algainn。雖然-族材料也可以得到紅光和綠光，但是這族材料極為不穩(wěn)定，所以目前使用的發(fā)光材料大部分是-族。發(fā)光效率與材料是否為直接帶隙（direct bandgap）有關(guān)，直接帶隙材料，包括