新型汽車照明逆向反射光學(xué)結(jié)構(gòu)的研究

汽車上的逆向反射組件能夠?qū)⒐饩€沿原路徑反射回去，常被用在汽車后車燈和示廓燈上。常用的逆向反射光學(xué)結(jié)構(gòu)表面有若干個(gè)凸出的四邊形，這些四邊形的表面與相鄰的四邊形表面互相垂直，因而稱為直角逆向反射光學(xué)結(jié)構(gòu)。但是，這種結(jié)構(gòu)具有很大局限性，其制造過程涉及到多種復(fù)雜的加工過程和裝配過程。對(duì)此，給出了一種新型逆向反射光學(xué)結(jié)構(gòu)，其可以降低制造過程中的復(fù)雜程度，同時(shí)提高入射光束的逆向反射效率。通過光學(xué)模擬分析了該結(jié)構(gòu)在不同入射角下入射光線的逆向反射效率。

新型逆向反射光學(xué)結(jié)構(gòu)的基本單元由兩部分組成：一部分為具有直角的垂直三角柱；另一部分為長(zhǎng)方體，且長(zhǎng)方體的厚度可根據(jù)反射需要進(jìn)行調(diào)整。垂直三角柱直立，直角對(duì)應(yīng)斜邊所處的平面與長(zhǎng)方體的平面相連。該結(jié)構(gòu)可以利用金剛石工具采用單點(diǎn)倒切技術(shù)制造，大大降低了制造難度。采用光學(xué)仿真軟件對(duì)該結(jié)構(gòu)進(jìn)行了性能仿真。仿真共設(shè)定3種模型，分別為不具有長(zhǎng)方體只含有垂直三角柱的光學(xué)結(jié)構(gòu)、厚度為100μm的長(zhǎng)方體與垂直三角柱構(gòu)成的光學(xué)結(jié)構(gòu)、厚度為1000μm的長(zhǎng)方體與垂直三角柱構(gòu)成的光學(xué)結(jié)構(gòu)。仿真時(shí)，設(shè)定入射光線的入射角為0～45°，步長(zhǎng)為5°，記錄不同入射角對(duì)應(yīng)的逆向反射效率。同時(shí)，采用聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）制備該逆向反射光學(xué)結(jié)構(gòu)的原型和傳統(tǒng)的直角逆向反射光學(xué)結(jié)構(gòu)原型，對(duì)兩種原型的逆向反射效率、亮度和光發(fā)散情況進(jìn)行測(cè)量和對(duì)比。仿真結(jié)果表明，隨著入射光線入射角度的增加，新型逆向反射光學(xué)結(jié)構(gòu)的反射效率隨之降低。在入射角度為0時(shí)，逆向反射效率為99.994%。與傳統(tǒng)的直角逆向反射光學(xué)結(jié)構(gòu)相比，新型逆向反射光學(xué)結(jié)構(gòu)的性能約提高了57%。上述結(jié)果表明，新型逆向反射光學(xué)結(jié)構(gòu)將成為未來汽車照明系統(tǒng)的新選擇。

SamaHusseinetal.SAE 2016-01-1407.

編譯：李臣