2.1 RXI（從疊式）集光器設計 

分析不同的設計結(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，相對于單次光線折射類型的設備具有較大的內(nèi)外經(jīng)比（約 1/3） 。與傳統(tǒng)的 RXI 設備相比，我們在集光器使用了中央透鏡。由于簡化制造，無反射涂層中心，該模型實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2.5維代表（見圖1 b）項。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-邊緣交叉點處光線分布 b -內(nèi)部交叉部分光線分布

4 結(jié)論 

這項工作主要研究非成像光學設計算法在光學設計軟件中的普遍應用，使其與傳統(tǒng)設計軟件相結(jié)合，快捷方便的達到應用和設計目標。  

◎ 最小方差優(yōu)化法可用于光學擴展量有限的系統(tǒng)設計，附加以非序列光線追跡原則可以很好的達到設計效果; 

◎ 對于多重折射/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)化標準，但應考慮不可實現(xiàn)的優(yōu)化部分; 

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

◎ 具有聚光、均勻光場分布效果的集光器其光學擴展量很難確定，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際模型; 

◎ 集光器原型，根據(jù)先進的優(yōu)化算法，可很好的達到設計目標并進行仿真預測。