I diodi emettitori di luce sono andati ben oltre i loro ruoli iniziali come indicatori luminosi del pannello. Ora i LED sono utilizzati per applicazioni come torce elettriche, fari di automobili e illuminazione architettonica. Sebbene i LED siano prontamente disponibili, non sono molto utili a meno che la luce che generano non possa essere indirizzata da dove si trova a dove deve essere.
Per l'uso come sorgenti di laboratorio, è spesso utile collimare la luce di un LED, per trasformarla in un "raggio di luce". I calcoli sono più complessi quando si utilizzanoLED di alimentazione per illuminazione speciale o generale.
Identificare il modello di illuminazione per il LED. Di solito il produttore fornisce come minimo gli angoli di divergenza nelle direzioni x e y.
Ad esempio, supponiamo che il LED abbia una divergenza di 38 gradi in x e 47 gradi in y.
Determinare le lunghezze focali appropriate per ottenere la dimensione del raggio desiderata.
La lunghezza focale è data dalla formula f = D/(2*tan (alpha/2)), dove D è il diametro del fascio desiderato e alfa è la divergenza del fascio completo nella direzione in questione.
Per questo esempio, prendi un diametro del raggio desiderato di 25 mm. Poi,
fx = 25/(2_tan (38/2) = 36 mm fy = 25/(2_tan (47/2) = 29 mm
Posizionare l'obiettivo cilindrico a lunghezza focale più corta alla propria lunghezza focale lontano dal LED.
Nell'esempio, una lente cilindrica con una lunghezza focale di 29 mm sarà posizionata a 29 mm di distanza dal LED, orientata in modo che focalizzi la direzione y.
Segna una scheda con il diametro del raggio desiderato e controlla che il raggio rimanga di quella dimensione sulla distanza richiesta. Regolare la posizione dell'obiettivo per mantenere il raggio nel diametro desiderato.
Nell'esempio, la scheda avrà un cerchio di 25 mm di diametro e l'obiettivo è regolato per mantenere la dimensione verticale del raggio il più vicino possibile all'interno del cerchio.
Posizionare l'obiettivo a lunghezza focale maggiore alla propria lunghezza focale lontano dal LED.
Ad esempio, una lente cilindrica con una lunghezza focale di 36 mm è posta a 36 mm di distanza dal LED, orientata in modo che focalizzi la direzione x.
Regolare la posizione della seconda lente per ottimizzare la collimazione. Usa la scheda come guida.
Per completare l'esempio, regolare l'obiettivo con lunghezza focale di 36 mm per mantenere l'ampiezza del raggio il più vicino possibile all'interno del cerchio.
Selezionare una coppia di prismi anamorfici appropriata. Un'alternativa a due lenti cilindriche consiste nel posizionare una coppia di prismi anamorfici vicino al LED, che circola il raggio, equalizzando la divergenza nelle direzioni x e y. Una singola lente con la lunghezza focale collima il raggio.