Light-emitting diodes zijn veel verder gegaan dan hun oorspronkelijke rol als paneelindicatielampjes. Nu worden LED's gebruikt voor toepassingen zoals zaklampen, autokoplampen en architecturale verlichting. Hoewel LED's gemakkelijk verkrijgbaar zijn, zijn ze niet erg nuttig, tenzij het licht dat ze genereren kan worden gerouteerd van waar het is naar waar het moet zijn.
Voor gebruik als laboratoriumbronnen is het vaak waardevol om het licht van een LED te collimeren om er een "lichtstraal" van te maken. De berekeningen zijn meer betrokken bij het gebruik van hogepower-LED's voor speciale of algemene verlichting.
Identificeer het verlichtingspatroon voor de LED. Gewoonlijk zal de fabrikant minimaal de divergentiehoeken in de x- en y-richtingen leveren.
Stel bijvoorbeeld dat de LED een divergentie heeft van 38 graden in x en 47 graden in y.
Bepaal de juiste brandpuntsafstanden om de gewenste bundelgrootte te krijgen.
De brandpuntsafstand wordt gegeven door de formule f = D/(2*tan (alpha/2)), waarbij D de gewenste bundeldiameter is en alpha de volledige bundeldivergentie in de betreffende richting.
Neem voor dit voorbeeld een gewenste balkdiameter van 25 mm. Dan,
fx = 25/(2_tan (38/2) = 36 mm fy = 25/(2_tan (47/2) = 29 mm
Plaats de cilindrische lens met kortere brandpuntsafstand op zijn eigen brandpuntsafstand weg van de LED.
In het voorbeeld wordt een cilindrische lens met een brandpuntsafstand van 29 mm op 29 mm van de LED geplaatst, zodanig georiënteerd dat deze in de y-richting focust.
Markeer een indexkaart met de gewenste straaldiameter en controleer of de straal over de vereiste afstand op die grootte blijft. Pas de positie van de lens aan om de straal in de gewenste diameter te houden.
In het voorbeeld heeft de indexkaart een cirkel met een diameter van 25 mm en is de lens aangepast om de verticale afmeting van de straal zo dicht mogelijk binnen de cirkel te houden.
Plaats de lens met langere brandpuntsafstand zijn eigen brandpuntsafstand weg van de LED.
Als voorbeeld wordt een cilindrische lens met een brandpuntsafstand van 36 mm op 36 mm afstand van de LED geplaatst, zodanig georiënteerd dat deze in de x-richting focust.
Pas de tweede lenspositie aan om de collimatie te optimaliseren. Gebruik de indexkaart als richtlijn.
Om het voorbeeld compleet te maken, past u de 36 mm-lens met brandpuntsafstand aan om de breedte van de straal zo dicht mogelijk binnen de cirkel te houden.
Selecteer een geschikt anamorfisch prismapaar. Een alternatief voor twee cilindrische lenzen is om een anamorf prismapaar dicht bij de LED te plaatsen, die de straal cirkelvormig maakt en de divergentie in de x- en y-richtingen gelijk maakt. Een enkele lens met de brandpuntsafstand collimeert de bundel.
