均匀照明反射面设计中的系数计算

朱向冰 时靖谊 王 竞 罗青青 陈 瑾

(安徽师范大学物理与电子信息学院，安徽芜湖241000)

1 引言

随着科技的发展，许多场合对光照分布提出了很高的要求，比如在集成电路的制作工艺中需要进行均匀曝光，在光敏固化技术中需要均匀固化等，但迄今为止，大多数均匀照明的灯具在性能上需要改善，在设计方法上需要完善。目前实现均匀照明的方法主要有三种:第一种是通过透镜对光线折射实现均匀照明［1～7］，因为透镜有两个曲面，便于设计，但是透镜的两个光学面都会造成光能量损失，透镜材料会吸收光能量，如果透镜的材料均匀性不高也会很大地影响照明的质量，并且透镜两个面的加工成本较高，这种方式不是最优方法;第二种方法是利用单个反射面实现光照的均匀分布［8，9，10］，能有效地避免第一种方法的缺点，但是设计方法有待改进，设计中的数学问题没有很好地解决［9，10］，限制了这种方法的推广;第三种方法是反射透射综合式，设计难度较低，但是成本高，比如液晶屏背光模块采用线光源或大量的点光源，采用反射和折射方式实现均匀的照明［10，12］。本文采用单个反射面，使反射光与直接照射光叠加在一起达到均匀照明的目的，首先建立了光学模型，并得到其相应积分方程，然后对方程的转化及求解的过程进行了说明，对系数表达式进行了计算，并将这些系数应用到反射面设计中，仿真软件的追迹表明系数是正确的、方法是可行的。……