用于LED集鱼灯稳定照明的自由曲面透镜设计

作     者：刘展宇 王沛沛 金志樑 王海洋 熊大曦 Liu Zhanyu;Wang Peipei;Jin Zhiliang;Wang Haiyang;Xiong Daxi

作者机构：长春理工大学光电工程学院吉林长春130022 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所光与健康研究中心江苏苏州215163 

出 版 物：《光学学报》 (Acta Optica Sinica)

年 卷 期：2021年第41卷第5期

页      面：148-157页

核心收录：

学科分类：070207[理学-光学] 07[理学] 08[工学] 0803[工学-光学工程] 0702[理学-物理学] 

主　　题：光学设计 自由曲面 发光二极管 光照稳定性 透镜 

摘      要：进行海上灯光诱鱼作业时,船体横摇改变了发光二极管(LED)集鱼灯的照明角度,导致海面光照不断变化,对吸引和聚集趋光性鱼类产生不利影响。提出了一种利用自由曲面透镜实现扇形光强分布的方法,在Y-Z和X-Y平面上的发散角分别为110°和10°。分析了LED集鱼灯在渔船横摇角度变化范围(-10°~10°)内的目标面相对照度分布的相似性和误差率。模拟结果和实验结果的正交归一化相似性(NCC)分别大于98.50%和99.53%,均方根误差(RMSE)分别小于5.56%和4.60%。与普通LED集鱼灯和金卤灯比较,本设计显著提高渔船横摇时LED集鱼灯的光照稳定性。结果表明,在不同照明角度下,LED集鱼灯的自由曲面透镜能很好地实现海面上的稳定光照。