Светоизлъчващите диоди са се издигнали далеч извън първоначалните си роли като панелни индикаторни светлини. Сега светодиодите се използват за приложения като фенерчета, автомобилни фарове и архитектурно осветление. Въпреки че светодиодите са лесно достъпни, те не са много полезни, освен ако генерираната от тях светлина не може да бъде насочена от мястото, където е, до мястото, където трябва да бъде.
За да се използват като лабораторни източници, често е ценно да се колимира светлината от светодиода, за да се превърне в „светлинен лъч“. Изчисленията са по-ангажирани при използване на високо-светодиоди за захранване за специалност или общо осветление.
Определете схемата на осветяване на светодиода. Обикновено производителят предоставя най-малко ъглите на разминаване в посоките x и y.
Като пример, приемете, че светодиодът има разминаване от 38 градуса по х и 47 градуса по у.
Определете подходящите фокусни разстояния, за да получите желания размер на лъча.
Фокусното разстояние се дава по формулата f = D / (2 * тен (алфа / 2)), където D е желаният диаметър на лъча, а алфа е пълната дивергенция на лъча във въпросната посока.
За този пример вземете желания диаметър на гредата от 25 мм. Тогава,
fx = 25 / (2_tan (38/2) = 36 mm fy = 25 / (2_tan (47/2) = 29 mm
Поставете цилиндричната леща с по-кратко фокусно разстояние на собственото си фокусно разстояние далеч от светодиода.
В примера цилиндрична леща с фокусно разстояние 29 мм ще бъде поставена на 29 мм от светодиода, ориентирана така, че да фокусира посоката у.
Маркирайте индексна карта с желания диаметър на лъча и проверете дали лъчът остава в този размер на необходимото разстояние. Регулирайте положението на лещата, за да поддържате лъча в желания диаметър.
В примера индексната карта ще има кръг с диаметър 25 mm и обективът се настройва, за да запази вертикалния размер на лъча възможно най-близо в кръга.
Поставете обектива с по-голямо фокусно разстояние на собственото си фокусно разстояние далеч от светодиода.
Например, цилиндрична леща с фокусно разстояние 36 mm се поставя на 36 mm от светодиода, ориентирана така, че да фокусира посоката x.
Регулирайте втората позиция на лещата, за да оптимизирате колимацията. Използвайте индексната карта като ориентир.
За да завършите примера, настройте обектива с фокусно разстояние от 36 мм, за да запазите ширината на лъча възможно най-близо в кръга.
Изберете подходяща двойка анаморфна призма. Алтернатива на две цилиндрични лещи е поставянето на анаморфна двойка призма близо до светодиода, който циркулира лъча, изравнявайки разминаването в посоките x и y. Единична леща с фокусно разстояние отдалечава лъча.