紫外光固化LED线光源的光学系统设计及仿真

针对紫外光固化技术领域中365nm紫外LED光源进行了应用研究,提出了用菲涅耳透镜替代传统的柱透镜实现光源线聚焦的技术方案,给出了设计过程与仿真结果。从已有的平板菲涅耳透镜的结构设计公式出发,推导了在透镜通光孔径、焦距范围已知的情况下,平板基底厚度、焦距等参数的确定依据,设计出了相应的点聚焦和线聚焦菲涅耳透镜,组成紫外光固化LED线光源的光学系统。运用Tracepro软件建立了菲涅耳透镜系统模型和柱透镜系统模型,通过光线追迹分析了能量利用率、辐照度均匀性等重要指标。仿真结果表明:采用菲涅耳透镜的光学系统可以实现应用目标面上的光学技术指标,提高了能量利用率及辐照度均匀性。