Les diodes électroluminescentes ont gradué bien au-delà de leur rôle initial en tant que voyants lumineux. Maintenant, les LED sont utilisées pour des applications telles que les lampes de poche, les phares d'automobile et l'éclairage architectural. Bien que les LED soient facilement disponibles, elles ne sont pas très utiles à moins que la lumière qu'elles génèrent puisse être acheminée de l'endroit où elles doivent être.

Pour une utilisation comme source de laboratoire, il est souvent utile de collimater la lumière à partir d'une LED, pour le transformer en un "faisceau lumineux". Les calculs sont plus importants lors de l'utilisation de LED haute puissance pour l'éclairage spécialisé ou général.

Utilisation d'une LED comme source collimatée

Identifiez le modèle d'illumination pour la LED. Habituellement, le fabricant fournira au minimum les angles de divergence dans les directions x et y. Par exemple, supposons que la DEL présente une divergence de 38 degrés en x et de 47 degrés en y.

Déterminer les distances focales appropriées pour obtenir la taille de faisceau désirée.

La distance focale est donnée par la formule f = D /(2 * tan (alpha /2)), où D est le faisceau désiré diamètre et alpha est la divergence totale du faisceau dans la direction en question.

Pour cet exemple, prenez un diamètre de faisceau de 25 mm. Alors,

fx = 25 /(2_tan (38/2) = 36 mm fy = 25 /(2_tan (47/2) = 29 mm

Placer l'objectif cylindrique plus court à sa propre focale s'éloigne de la LED.

Dans l'exemple, une lentille cylindrique avec une distance focale de 29 mm sera placée à 29 mm de la LED, orientée de façon à focaliser la direction y. >

Marquez une carte avec le diamètre de faisceau désiré et vérifiez que la poutre reste à cette taille sur la distance requise Ajustez la position de la lentille pour maintenir le faisceau dans le diamètre désiré. > Dans l'exemple, la carte d'indexation aura un cercle de 25 mm de diamètre, et l'objectif est ajusté pour maintenir la dimension verticale du faisceau aussi près que possible du cercle.

Placer l'objectif de longueur focale le plus long Par exemple, une lentille cylindrique avec une distance focale de 36 mm est placée à 36 mm de la LED, orientée de manière à focaliser la direction x.

Ajuster la deuxième lentille ition pour optimiser la collimation. Utilisez la carte d'index comme guide.

Pour compléter l'exemple, ajustez l'objectif de focale de 36 mm afin de conserver la largeur du faisceau le plus près possible du cercle.

Sélectionnez un objectif approprié paire de prisme anamorphique. Une alternative à deux lentilles cylindriques est de placer une paire de prisme anamorphique près de la LED, ce qui circularise le faisceau, égalisant la divergence dans les directions x et y. Une seule lentille avec la distance focale collimate le faisceau.

Utilisation de DEL pour l'illumination

Trouvez le motif de sortie pour la DEL. Que la couleur blanche soit créée en superposant la lumière de puces LED de différentes couleurs, ou par l'émission d'une LED ultraviolette enduite de phosphore, le diagramme d'émission est le point de départ. Les fiches de données du fabricant fournissent cette information.

Définissez le motif d'éclairage souhaité. Une lampe de bureau et un lampadaire ont des motifs d'éclairage de cible très différents.

Modélisez le système dans un programme de conception optique. Ces programmes acceptent les fichiers de données du fabricant en entrée, puis propagent la lumière à travers un système optique défini par l'utilisateur et calculent le modèle d'illumination final.

Utilisez la routine d'optimisation interne du programme de conception optique pour ajuster les surfaces optiques et ajuster le modèle d'éclairage de sortie.

Astuce

La collimation n'est jamais parfaite, surtout avec les sources LED, car ce ne sont pas des sources ponctuelles. Accepte une certaine divergence dans le faisceau collimaté.

Les LED haute puissance adaptées à l'éclairage sont significativement différentes des LED à petits indicateurs. Les appareils haute puissance ne sont pas seulement plus lumineux. ils sont également physiquement plus grands et ont un motif d'éclairage plus uniforme.