Los diodos emisores de luz se han graduado mucho más allá de sus funciones iniciales como luces indicadoras de panel. Ahora los LED se utilizan para aplicaciones como linternas, faros de automóviles e iluminación arquitectónica. Aunque los LED están fácilmente disponibles, no son muy útiles a menos que la luz que generan pueda enrutarse desde donde está hacia donde debe estar.
Para su uso como fuentes de laboratorio, a menudo es valioso colimar la luz de un LED para convertirlo en un "haz de luz". Los cálculos son más complicados cuando se utilizanLED de potencia para iluminación especial o general.
Identifique el patrón de iluminación del LED. Por lo general, el fabricante proporcionará, como mínimo, los ángulos de divergencia en las direcciones xey.
Como ejemplo, suponga que el LED tiene una divergencia de 38 grados en xy 47 grados en y.
Determine las distancias focales adecuadas para obtener el tamaño de haz deseado.
La distancia focal viene dada por la fórmula f = D / (2 * tan (alfa / 2)), donde D es el diámetro de haz deseado y alfa es la divergencia completa del haz en la dirección en cuestión.
Para este ejemplo, tome un diámetro de haz deseado de 25 mm. Luego,
fx = 25 / (2_tan (38/2) = 36 mm fy = 25 / (2_tan (47/2) = 29 mm
Coloque la lente cilíndrica de distancia focal más corta en su propia distancia focal lejos del LED.
En el ejemplo, una lente cilíndrica con una distancia focal de 29 mm se colocará a 29 mm del LED, orientada de manera que enfoque en la dirección y.
Marque una tarjeta de índice con el diámetro de haz deseado y verifique que el haz permanezca en ese tamaño sobre la distancia requerida. Ajuste la posición de la lente para mantener el haz en el diámetro deseado.
En el ejemplo, la tarjeta de índice tendrá un círculo de 25 mm de diámetro y la lente se ajustará para mantener la dimensión vertical del rayo lo más cerca posible del círculo.
Coloque la lente de mayor distancia focal a su propia distancia focal lejos del LED.
Por ejemplo, una lente cilíndrica con una distancia focal de 36 mm se coloca a 36 mm del LED, orientada de manera que enfoque la dirección x.
Ajuste la posición de la segunda lente para optimizar la colimación. Utilice la tarjeta de índice como guía.
Para completar el ejemplo, ajuste la lente de distancia focal de 36 mm para mantener el ancho del haz lo más cerca posible dentro del círculo.
Seleccione un par de prismas anamórficos adecuados. Una alternativa a las dos lentes cilíndricas es colocar un par de prismas anamórficos cerca del LED, que circulariza el haz, igualando la divergencia en las direcciones xey. Una sola lente con la distancia focal colima el haz.