侧发光导光板

2007年 9月 第 18卷 第 3期 照 明学报 ZHAOMING GONGCHENG XUEBA0 Sep． 2007 V01．18 No．3 侧发 光导 光 管 周 莉 屠其非 朱明华 陈海燕 (1．复旦大学 光源与照明工 程系 上海 200433；2．上海小糸车灯有限公司 上海 200433) 摘 要：本文介绍一种实现侧发光光导的技术一微棱镜，并详细分析了微棱镜的特性对光导侧面出光的影响。 关键词：侧发光；微棱镜 ；全反射 The Technology of Side-Emitting Guidepipe Zhou Li Tu Qifei Zhu Minghua Chen Haiyan (1．Fndan University Department ofLight Source and Illuminating Engineering ，Shanghai 200433；2．Shanghai Xiaoxi Co．Shanghai 200433) Abstract This article focuses on the technology of side·emitting guidepipe．micro-prism．And how the micro·prism affect the emitting from the guidepipe is analyzed in detail． Key words：side·emitting；micro·prime；TIR 塑料光纤因为其易弯折、单个光源形成多个发 光点、容易更换光源、使用安全的等特点，广泛应 用于装饰照明中，如建筑物轮廓的勾勒 ，广告 牌照 明、汽车室内的装饰照明等。但塑料光纤的缺点是 耐热性差 ，而且不适合应用于功能性照 明。 光线在导光管中由于全反射而向前传播，其子 午光线在经过光导光轴的平面上呈带状前进，而更 多的光线由于偏离光轴而呈螺旋式前进 。侧发光 导光管需要改变其中部分光线的前进方向，而从侧 面出射。微棱镜的作用就在于此。 1 微棱镜 如果微棱镜材料的折射率为 rg1，导光材料的折 射率为 n2，而且 n2>rg1。当有光线入射 到微棱镜 的工作面上，将有可能发生全反射，如图 1，使光 线到达前侧面时，由于入射角小于全反射的临界角 度 ，而从侧面出射 。 当然，并不是所有入射到微棱镜工作面上的光 线都能被全反射，能发生全反射的光线束角度 b与 1 微 棱 镜 微棱镜的角度 a、微棱镜的折射率 rg1、光导材料的 折射率 n2有关。如果一条入射至微棱镜工作面的 光线与其法线所成的角度为 C，正好是发生全反射 的临界角，则光线束角度 b有以下的关系： b = 7 l" 一 C一8 (1) 其中， C=arCSin是 那些无法在微棱镜工作面上发生全发射的光线 将经过折射离开导光管主体，从另外的侧面出射， 维普资讯 http://www.cqvip.com 第 18卷第 3期 周 莉等：侧发光光导 17 或经多次折射再进入导光管主体。 2 带微棱镜的侧发光导光管 图 2是用于模拟的侧发光导光的三维模 型，总 长为 50ram。导光材料 的折射率 为 1．59。在导 光的 一 侧安装光源。由于导光管较短 ，在模拟 中忽略了 材料的吸收。为了能获得较好的侧 面发光光线的空 间分布，在导光管的另一端设置了一个吸收体，以 图 2 侧发光光导 消除从端面发出的光线。以微棱镜所在 的侧面为后 侧面 ；与此面相对的为前侧面。 3 模拟结果 我们对 三种侧 发光导光管进行 了计算机模拟。 三种导光管的区别在于 ：微棱镜的角度 和微棱镜 的 空间周期的不同。分别 以 GPⅡ ／1、GPⅡ ／0．5、GP n ／1来表示。其中 n，、n 表示微棱镜的角度 ，而且 n