近似矩形照度分布的新型LED

以清华大学电子工程系集成光电子学国家重点实验室罗毅教授课题组为主研发的新型功率型LED城市照明光源突破了严重的技术瓶颈，使得LED路灯的实际照度分布近似为矩形，并且照度分布很均匀，并比目前道路使用的高压钠灯综合节能60%以上。


高效功率型LED路灯的制作面临严重的技术瓶颈。单颗功率型LED较小的发光通量、芯片发光远场分布所具有的朗伯型角度分布等内在特性，造成了半导体照明技术面临较高的光学、热学技术壁垒。罗毅教授课题组在LED路灯的光学系统和散热结构上取得了重大突破。


该课题组首先提出了新的设计理念，将每颗功率型LED的输出光分布设计成与道路照明标准规定面积一致的均匀矩形的照度分布。课题组发展了非成像光学系统设计理论，提出了一种新型的定义光学映射的方法——分离变量映射法，利用数值方法解决了路灯这种三维给定光分布问题。同时，在三维表面造型中，提出了采用不连续表面的三维造型方法，更加准确的控制透镜表面的形状，从而非常简单、有效地获得了理想的矩形照度分布。在上述工作的基础上该课题组获得了具有自主知识产权的高光提取效率、矩形均匀照度分布的功率型LED封装光学系统。