Streueffekt von diffusen Partikeln und Diffusionsprinzip eines zylindrischen Linsenarrays

Abbildung 2-2 (a murb) zeigt die Streuwirkung von parallelem Licht, das durch Silikonpartikel mit einem Durchmesser von 2 μ m bzw. 3 μ m fällt.
Das Bild spiegelt direkt die Streuung der Streuteilchen im Lichtstreufilm wider. Ein paralleler Lichtstrahl durchläuft die Mikrokugel von links nach rechts, und das einfallende Licht wird an der Grenzfläche der gestreuten Mikrokugel aufgrund des unterschiedlichen Brechungsindex gebrochen. Die kugelförmige Struktur der gestreuten Partikel ähnelt der von konvexen Linsen. Wenn das Licht diese Partikel durchdringt, wird es gebündelt und dann in einem bestimmten Austrittswinkel gestreut, um die Helligkeit des austretenden Lichts zu erhöhen.

Mit zunehmender Partikelgröße nimmt die Intensität des gestreuten Lichts allmählich zu und konzentriert sich hauptsächlich auf die Vorwärtsrichtung, und die Asymmetrie des Streumusters wird immer deutlicher. Es gibt ein gewisses Maß an Rückstreuung während des Diffusionsprozesses, das mit zunehmender Partikelgröße abnimmt. Die Rückstreuung beeinträchtigt die Durchlässigkeit des einfallenden Lichts, was einer der Gründe für den Energieverlust ist.

Diffusionsprinzip eines zylindrischen Linsenarrays

Abbildung 2-3 zeigt das Profil der Zylinderlinseneinheit. F und F' sind der erste Brennpunkt bzw. der zweite Brennpunkt der Zylinderlinseneinheit, und die Brennweiten sind "und". H und H' sind der erste Hauptpunkt bzw. der zweite Hauptpunkt, und der zweite Hauptpunkt H' liegt am Koordinatenursprung O, und die Positionen der Hauptpunkte sind xH bzw. xH'. Das System befindet sich in demselben Medium. Nach dem Prinzip der geometrischen Optik ergibt sich folgendes:

Das parallel zur optischen Achse verlaufende Licht, das von einem beliebigen Punkt aus der Höhe h der optischen Achse emittiert wird, wird von der Linse gebrochen und durchläuft den Brennpunkt Haugh in einem Winkel von α mit der optischen Achse. Das von diesem Punkt ausgestrahlte Licht ist parallel zueinander. Aus den geometrischen Beziehungen im Diagramm:

Die Gleichung drückt die Formel für die Berechnung des Winkels des parallel einfallenden Lichts aus, das die Zylinderlinse durchläuft, was zeigt, dass die Zylinderlinse die Wirkung einer gerichteten Streuung des Lichts hat. Ein Zylinderlinsen-Array besteht aus Zylinderlinsen mit demselben Abstand. Sie wird zur Fokussierung und Homogenisierung des Laser- oder Beleuchtungslichts in einer eindimensionalen Richtung verwendet.

Abbildung 2-4 zeigt eine schematische Darstellung des Lichts, das durch eine Zylinderlinse/ein Mikrolinsen-Array fällt. Nachdem das Licht von der Lichtquelle durch die Zylinderlinse / das Mikrolinsen-Array gelangt ist, kann die Ausbreitungsrichtung des Lichts grob in drei Typen unterteilt werden. Die erste Art von Licht ist, dass das einfallende Licht in der Nähe der optischen Achse ist, und das ausgehende Licht kann direkt durch die Linse passieren (wie in Abbildung I gezeigt); die zweite Art von Licht ist, dass der Winkel zwischen dem einfallenden Licht und der optischen Achse weniger als 70 ° ist. Die zylindrische Linse / Mikrolinsen-Array streut das Licht effektiv (wie der zweite Strahl in der Abbildung); der Winkel zwischen der dritten Art von einfallendem Licht und der optischen Achse ist größer als 70 °und wird wiederverwendet, nachdem sie von der Linse reflektiert (wie der dritte Strahl in der Abbildung). Die Säule / Mikrolinsen-Array diffundiert paralleles Licht in verschiedene Richtungen, und weil es die Funktion des einfallenden Lichts wiederverwenden kann, erreicht es den Aufhelleffekt.