Os diodos emissores de luz se graduaram muito além de suas funções iniciais como luzes indicadoras do painel. Agora, os LEDs são usados para aplicações como lanternas, faróis de automóveis e iluminação arquitetônica. Embora os LEDs estejam prontamente disponíveis, eles não são muito úteis, a menos que a luz que eles geram possa ser direcionada de onde está para onde precisa estar.
Para uso como fontes de laboratório, muitas vezes é valioso colimar a luz de um LED para transformá-la em um "feixe de luz". Os cálculos são mais complicados ao usar altaLEDs de energia para iluminação especial ou geral.
Identifique o padrão de iluminação do LED. Normalmente, o fabricante fornecerá, no mínimo, os ângulos de divergência nas direções xey.
Como exemplo, suponha que o LED tenha uma divergência de 38 graus em xe 47 graus em y.
Determine as distâncias focais apropriadas para obter o tamanho de feixe desejado.
O comprimento focal é dado pela fórmula f = D / (2 * tan (alfa / 2)), onde D é o diâmetro do feixe desejado e alfa é a divergência total do feixe na direção em questão.
Para este exemplo, pegue um diâmetro de feixe desejado de 25 mm. Então,
fx = 25 / (2_tan (38/2) = 36 mm fy = 25 / (2_tan (47/2) = 29 mm
Coloque a lente cilíndrica de menor comprimento focal em seu próprio comprimento focal longe do LED.
No exemplo, uma lente cilíndrica com uma distância focal de 29 mm será colocada a 29 mm de distância do LED, orientada de forma que foque na direção y.
Marque uma ficha com o diâmetro de feixe desejado e verifique se o feixe permanece nesse tamanho ao longo da distância necessária. Ajuste a posição da lente para manter o feixe no diâmetro desejado.
No exemplo, a ficha terá um círculo de 25 mm de diâmetro e a lente é ajustada para manter a dimensão vertical do feixe o mais próximo possível dentro do círculo.
Coloque a lente de distância focal mais longa com sua própria distância focal longe do LED.
Por exemplo, uma lente cilíndrica com uma distância focal de 36 mm é colocada a 36 mm de distância do LED, orientada de forma que foque na direção x.
Ajuste a posição da segunda lente para otimizar a colimação. Use o cartão de índice como um guia.
Para completar o exemplo, ajuste a lente de comprimento focal de 36 mm para manter a largura do feixe o mais próximo possível dentro do círculo.
Selecione um par de prisma anamórfico apropriado. Uma alternativa às duas lentes cilíndricas é colocar um par de prisma anamórfico próximo ao LED, que circulariza o feixe, equalizando a divergência nas direções xey. Uma única lente com o comprimento focal colima o feixe.
