Ljusdioder har graderat långt bortom deras ursprungliga roller som panelindikatorlampor. Nu används lysdioder för applikationer som ficklampor, bilstrålkastare och arkitektonisk belysning. Även om lysdioder är tillgängliga är de inte särskilt användbara såvida inte ljuset de genererar kan dirigeras från var det är dit det behöver vara.
För användning som laboratoriekällor är det ofta värdefullt att kollimera ljuset från en LED för att göra det till en "ljusstråle". Beräkningarna är mer involverade när man använder hög-strömlampor för specialbelysning eller allmänbelysning.
Identifiera belysningsmönstret för lysdioden. Vanligtvis tillhandahåller tillverkaren åtminstone divergensvinklarna i x- och y-riktningarna.
Antag som ett exempel att lysdioden har en divergens på 38 grader i x och 47 grader i y.
Bestäm lämpliga brännviddar för att få önskad strålstorlek.
Brännvidden ges med formeln f = D / (2 * tan (alfa / 2)), där D är önskad stråldiameter och alfa är den fullständiga strålningsdivergensen i den aktuella riktningen.
För det här exemplet, ta en önskad balkdiameter på 25 mm. Sedan,
fx = 25 / (2_tan (38/2) = 36 mm fy = 25 / (2_tan (47/2) = 29 mm
Placera den cylindriska linsen med kortare brännvidd vid sin egen brännvidd bort från lysdioden.
I exemplet kommer en cylindrisk lins med en brännvidd på 29 mm att placeras 29 mm bort från lysdioden, orienterad så att den fokuserar y-riktningen.
Markera ett indexkort med önskad stråldiameter och kontrollera att strålen förblir i den storleken över önskat avstånd. Justera linsens position för att hålla strålen i önskad diameter.
I exemplet kommer indexkortet att ha en cirkel på 25 mm och linsen justeras för att hålla strålens vertikala dimension så nära som möjligt inom cirkeln.
Placera den längre brännviddslinsen sin egen brännvidd bort från lysdioden.
Till exempel placeras en cylindrisk lins med en brännvidd på 36 mm 36 mm från LED, orienterad så att den fokuserar x-riktningen.
Justera den andra linspositionen för att optimera kollimationen. Använd indexkortet som en guide.
För att slutföra exemplet, justera 36 mm brännviddslins för att hålla strålens bredd så nära som möjligt inom cirkeln.
Välj ett lämpligt anamorfiskt prisma-par. Ett alternativ till två cylindriska linser är att placera ett anamorft prisma-par nära LED, som cirkulerar strålen och utjämnar divergensen i x- och y-riktningarna. En enda lins med brännvidden kollimerar strålen.