Chúng tôi đặt hai thấu kính biên dạng tự do dạng kép vuông góc để truyền ánh sáng vào các vùng chiếu sáng hai chiều. Và bên cạnh là hình phóng đại chi tiết của thấu kính biên dạng tự do dạng kép. Trên cơ sở phương pháp thiết kế này, chúng tôi đã xây dựng mô hình trên Phần mềm thiết kế chiếu sáng Light Tools có thể chỉ định các đặc điểm của thấu kính biên dạng tự do bằng cách kiểm soát một số điều kiện đầu vào, chẳng hạn như vị trí của thấu kính, kích thước của thấu kính, số lượng phân đoạn trong thấu kính và kích thước của mặt phẳng chiếu sáng.
(a) (b)
Hình 2.7: Cấu hình chiếu sáng của đèn LED với hệ thấu kính
a) Nguồn sáng nằm trong trục đối xứng; b) Nguồn sáng nằm ngoài trục đối xứng
Phương pháp này linh hoạt vì hai thấu kính biên dạng tự do tuyến tính là được sử dụng để phân phối lại ánh sáng dọc theo hướng ngang và dọc. Kích thước (chiều rộng và chiều dài) của mặt phẳng chiếu sáng có thể được thay đổi bằng cách thay đổi các điều kiện ban đầu. Một khía cạnh khác trong thiết kế của chúng tôi là nó có thể chiếu sáng mục tiêu không chỉ khi nguồn sáng nằm trên trục đối xứng, ngay cả khi nguồn sáng nằm ngoài trục đối xứng của mặt phẳng chiếu sáng, như trong Hình 2.7.
Để đánh giá suy hao quang của hệ, trong quá trình mô phỏng, chúng tôi đã chèn hai mặt thu quang học như trong Hình 2.8. Các mất mát của hệ thống là do mất mát tại thấu kính chuẩn trực và tại thấu kính biên dạng tự do. Mất mát tại thấu kính chuẩn trực, thấu kính biên dạng tự do là do sự hấp thụ vật liệu và đèn LED được sử dụng trong mô phỏng không phải là nguồn sáng điểm, khiến cho thấu kính collimator không thể khúc xạ hoàn toàn ánh sáng từ đèn LED. Như thể hiện trong hình 2.8 tổn thất qua thấu kính collimator được ký hiệu là 𝐿1. Sử dụng phần mềm LighTools, 𝐿1 có thể được tính theo công thức (3):
𝐿1 = 𝐹𝐿𝐸𝐷− 𝐹𝑅1
𝐹𝐿𝐸𝐷 (5)
Trong đó 𝐹𝐿𝐸𝐷 là thông lượng đèn LED phát ra, 𝐹𝑅1 là thông lượng thu được tại mặt thu thứ nhất..
Nguồn sáng Nguồn sáng
các thấu kính được thiết kế cho chùm sáng chuẩn trực. Tuy nhiên, thấu kính chuẩn trực cho chùm tia ra không hoàn toàn là chùm song song mà là chumg tia có góc mở 10o, vậy nên có một lượng tia sáng không tuân theo thiết kế để đến được mặt thu phía sau thấu kính biên dạng tự do. Tổn thất qua thấu kính biên dạng tự do được ký hiệu là L2. Sử dụng phần mềm Ligh Tools, L2 có thể được tính theo Công thức (4):
𝐿2 = 𝐹𝑅1− 𝐹𝑅2
𝐹𝑅1 (6) Trong đó 𝐹𝑅2 là thông lượng ánh sáng tại mặt thu thứ 2.
Hình 2.8: Cấu trúc phân tích mất mát và phân tích tia