长波红外超构透镜技术突破：偏振复用聚焦的FDTD仿真研究与实现应用,长波红外偏振复用超构透镜：二氧化钛纳米柱模型与fdtd仿真研究,长波红外超构透镜 偏振复用聚焦 fdtd仿真 复现lunwen：2018年Optical letters：High-efficiency, linear-polarization-multiplexing metalens for long-wavelength infrared light lunwen介绍：单元结构为二氧化钛椭圆纳米柱构成，具有各向异性特点，通过调整椭圆柱的长轴和短轴实现xy偏振的独立相位调控，构建不同偏振具有不同聚焦相位分布的超构透镜模型，可实现长波红外10.6um线偏振复用的聚焦和成像功能； 案例内容：主要包括硅纳米柱在10.6um长波红外的单元结构仿真、不同偏振的传输相位的参数扫描计算，超构透镜的偏振复用的聚焦相位计算代码以及偏振复用超构透镜的相位和结构尺寸参数匹配的计算代码，和对应的远场电场分布计算； 案例包括fdtd模型、fdtd建模脚本、Matlab计算相位代码和模型仿真复现结果，以及一份word教程，偏振复用型超构透镜的相

透镜偏心差是光学仪器制造领域中的一个重要概念，它主要描述的是透镜光轴与几何轴之间的偏离程度。在1981年的论文《关于“透镜偏心差”定义的探讨》中，作者谭仲甫对偏心差的定义进行了深入的分析和探讨，并提出了当时定义存在的问题。 论文指出，根据“光学仪器设计手册”的定义，透镜的中心偏差C是指透镜光轴与几何轴（通常理解为外圆中心轴）不重合的数值。然而，这种定义存在不完善之处。一方面，两个空间直线的偏离程度不能简单地用一个数值来确定；另一方面，光轴是由透镜两表面球心的联线构成，几何轴则由透镜外圆中心轴定义，两者的偏离程度并不容易直接测量。尤其是在加工过程中，要精确确定几何轴的位置相当困难，即便是使用了工厂中常用的白准直显微镜，也只能测出外表面球心的偏移量，而内表面球心的偏移量则需要考虑外表面放大率和偏心的影响，这些因素在不同透镜上表现各异。 论文指出现有定义无法准确反映透镜定心质量的高低。因为即使透镜具有相同的中心偏差C值，在不同焦距、不同材料、不同形状的透镜中引起的光线偏移也是不同的。此外，在某些特殊情况下，例如平凸或平凹透镜，即使球面中心位于几何轴上，如果平面法线与几何轴有一个夹角，那么此时的中心偏差C值就会成为不定值。 论文还提到，透镜有两个表面，现有的定义并没有明确指出C值是指哪一个表面的中心偏移，或者是指两个表面的平均偏移。对于具有三个以上球心的胶合件或光学系统，各球心的联线为一折线，这使得现有定义更加不适用。 在国标GB1324-76中，虽然规定了透镜的外圆中心轴和光轴的偏离程度称为透镜偏心差C，但定义的不明确性导致了工厂在实际操作中容易将偏心差C值与用透射式中心仪测出的透镜焦面上标记像的偏移混淆。这种混淆不仅有时导致对零件加工提出不必要的过高要求，有时又降低了零件的质量。 论文通过具体的例子和计算，对比了透镜中心偏差C与焦面上标记像的偏移A之间的关系，指出A与C的区别有时是很大的。特别是在高精度的加工中，如果错误地将A值当作C值来要求，可能会导致加工困难，甚至无法完成。例如，在40倍显微镜物镜的相衬板中，如果按照设计手册的推荐公差来设定中心偏差C值，某些情况下根本无法达到要求的精度。 因此，论文认为有必要对透镜偏心差作出更明确的定义，并相应地规定公差值。需要考虑不同类型的透镜在不同应用场合下，中心偏差对光学系统成像质量的影响，制定出既严格又合理的标准，避免在生产中出现不必要的误解和加工困难。

自由曲面匀光透镜被广泛应用于发光二极管(LED)照明中。传统的基于几何近似的自由曲面求解方法，由于存在建模误差，导致求解的面型不够精确，照明面均匀性下降。提出了一种误差分析及补偿方法，通过建立面型误差和出射角度误差之间的联系，结合光线追迹，实现了面型误差的准确量化和修正。采用该方法，针对1000 mm 工作距离，直径200 mm 照明范围的景观照明透镜进行了补偿设计，并用Lighttools 软件进行了仿真。结果表明：点光源模拟情况下，相对于传统几何近似求解方法，照明均匀性(最小照度/平均照度)由68.0%提升到98.5%；1 mm×1 mm尺寸LED 光源模拟情况下，在直径160 mm 的照明范围内，均匀性达到91.8%，具有良好的实用性。

### LED透镜光损失分析 #### 一、LED透镜的材料种类及其特性 LED透镜根据材料的不同，主要分为硅胶透镜、PMMA透镜、PC透镜以及玻璃透镜四大类。 1. **硅胶透镜** - **特点**：硅胶透镜因其优异的耐高温性能（可承受高达200℃以上的温度，适用于过回流焊过程），被广泛用于直接封装在LED芯片上。 - **应用**：通常体积较小，直径范围在3-10mm之间，适合用于对体积要求较为严格的场合。 2. **PMMA透镜** - **成分**：光学级PMMA，即聚甲基丙烯酸甲酯，俗称亚克力。 - **优点**：生产效率高，可通过注塑工艺快速成型；透光率高，3mm厚度时可达93%左右。 - **缺点**：耐温性较差，热变形温度约为90℃，需注意光源与灯罩的距离控制，以防过热。 3. **PC透镜** - **成分**：光学级PC，即聚碳酸酯。 - **优点**：生产效率高，同样可通过注塑工艺快速成型；耐温性较好，可承受130℃以上的温度。 - **缺点**：透光率略低于PMMA，约为87%。 4. **玻璃透镜** - **特点**：透光率极高，可达97%，并且耐高温。 - **缺点**：易碎，制造非球面透镜较难，生产效率低且成本较高。 #### 二、LED透镜的应用分类 LED透镜根据其在LED照明系统中的位置，可以分为一次透镜和二次透镜两大类。 1. **一次透镜** - **定义**：直接封装或粘合在LED芯片支架上的透镜。 - **功能**：能够有效收集LED芯片发出的光线，并调整其出光角度，常见的角度有160°、140°、120°、90°甚至60°等。 - **材料**：多使用PMMA或硅胶材料。 2. **二次透镜** - **定义**：独立于LED芯片的透镜，但在应用时紧密相连。 - **功能**：进一步聚焦LED发出的大角度光（一般为90-120°），实现更精确的光束角（例如5°至80°）。 - **材料**：通常采用PMMA或玻璃材质。 #### 三、LED透镜规格分类 根据透镜的设计原理，可以将其分为穿透式和全反射式两类。 1. **穿透式透镜** - **原理**：光线经过透镜曲面折射后聚集，曲面的曲率半径由特定公式计算得出。 - **应用**：适用于大角度（40-80°）的聚光需求，如台灯、路灯等。 - **特点**：透镜侧面的光线利用率较低。 2. **全反射式透镜** - **原理**：除了正面聚光外，侧面也通过全反射原理收集并反射光线。 - **应用**：能有效提高光线利用率，获得更为均匀的光斑效果。 - **特点**：可根据需求设计不同的表面结构，以实现不同的光照效果。 #### 四、LED透镜模组 1. **定义**：将多个单个透镜集成在一个整体中，形成多头透镜模组。 2. **优势**：节省生产成本，提高产品一致性，节省空间，更容易实现大功率照明需求。 #### 五、光损失斟酌 在LED照明系统中，考虑到光通量的实际分布、外壳透镜透过率以及溢出光损失等因素，合理的光分布设计显得尤为重要。 1. **光分布设计** - 为了满足标准要求，需要通过透镜将平行光束进行扩散处理。 - 设计中将灯具外罩分割成矩形小单元，通过不同曲率半径的椭球面实现不同方向上的扩散效果，从而优化光分布。 2. **光通量利用** - 双向曲率曲面透镜可以自由地分配光输出，更高效地利用光通量，减少不必要的光损失和眩光。 - 完全透明的PMMA灯饰或灯罩可能在光源中心产生眩光，而在光源外围亮度急剧下降，这在某些应用场景中需要避免。 LED透镜的选择与设计对于提高LED照明系统的光效和视觉舒适度至关重要。通过对透镜材料、应用类型、规格设计以及光损失等方面进行综合考量，可以实现更加高效和均匀的光分布。

通常的商用和民用LED照明都期望照明器件小型化,同时具有高光通量和照明均匀度.近年市场出现的板上芯片(COB)-LED可以具有较高的光通量,但在有限的区域实现特定的照度分布就需要通过二次光学设计来实现.针对大面型COB-LED加紧凑型自由曲面透镜的小型照明器件,提出了一种在圆形照明区域内实现均匀照明的快速优化设计方法.优化设计时,以等弧长方法有效减少优化点的选取,提高优化效率.结合三次样条插值理论和自定义优化函数,在TracePro 软件二次开发环境中实现了目标区域的均匀照明,照明均匀性和光能利用率分别达到90%和95%以上.该方法还适用于COB-LED芯片一次封装匀透镜的设计.

我们首先在广义的爱因斯坦-卡坦-基布尔-席亚玛引力理论中提出了一个新的渐近平面对称球对称解，然后研究了这种背景下光子的传播。 该解决方案具有三个独立的参数，这些参数会严重影响光子球体，光线的偏转角和重力透镜。 由于水平线的存在条件与光子球的条件并不矛盾，因此存在特殊情况，即在此时空中存在水平线而没有光子球。 特别是，我们发现在这种特殊情况下，事件视界附近的光线的偏转角趋向于一个有限的值而不是发散，这在其他时空中是没有发现的。 我们还研究了光子球在此时空中的强引力透镜，然后探究时空参数如何影响强场极限中的系数。

微束能量色散X射线衍射(EDXRD)分析在测量小样品或样品微区的物相结构方面具有重要的应用前景。提出了一种采用自行研发的微束X射线荧光谱仪进行微束能量色散X射线衍射分析的研究方法。用便携式毛细管X光透镜聚焦的微束X射线荧光谱仪(焦斑直径为190.7 μm)对人民币5角硬币“角”部分长×宽为4 mm×4 mm的微区进行微束能量色散的X射线衍射扫描测量，并进行数据处理，得到该区域内Cu3Sn(0 8 3)和CuO(2 0 2)等晶相的分布；同时，用台式毛细管X光透镜聚焦的微束X射线荧光谱仪(焦斑直径为31 μm)对一颗直径约为1 mm的矿石颗粒进行微束能量色散的X射线衍射二维扫描分析，得到扫描区域内SiO2(3 2 9)和Fe2O3(1 1 6)等晶相的分布。结果表明，毛细管X光透镜聚焦的微束X射线荧光谱仪在开展小样品或样品微区的能量色散X射线衍射分析方面具有一定的应用前景。

X射线组合折射透镜与毛细管透镜的性能比较，付明磊，王俊杰，为了给X射线荧光分析系统(XRF)聚焦元件的设计提供理论基础。利用X光衍射理论和矩阵光学推导出抛物面型X射线组合折射透镜光学性能指�

透镜设计matlab代码

LED 透镜设计资料 程序资料 matlab编程资料通过matlab编程可以计算路灯曲线