0 引言
    白光LED具有体积小、寿命长和光效高的优点，在照明领域有很大的应用前景。此外，由于其易于调制，白光LED也成为一种优秀的信息载体。虽然无线通信技术已被广泛普及，但在一些场合并不适用该技术，考虑到电磁波对人体健康的影响，开发一种均匀稳定的新载体是十分必要的[1]。由于白光LED具有朗伯体空间发光特性[2]，无法满足市场需求，进而需要进行二次光学设计。利用光学设计来改善LED的发光特性，扩展其应用领域是未来的研究方向。依据非成像光学理论[3]进行LED配光设计，通常在照明领域中，器件的设计也要依据能量守恒对应关系来建立模型[4]，使用边缘光线原理来简化设计的复杂性[5]。王洪等人在提出的一种面向大功率LED集成光源的反射器设计方法中，研制出了一种均匀性较好的反射器光学模型，和传统点光源近似设计方法相比，获得了优于80%的均匀度[6]，但均匀性相对较低，无法满足现在的市场需求。罗元等人设计了一种基于非成像光学的均匀光强反射器，通过能量守恒对应关系，采用差分方法求解反射器面形，最终得到了发散角为30°，均匀性为96%的光源[7]，但其发散角过大，使得光线过于扩散，光效较低。吴乃茂等人设计的一种大功率LED均匀照明的投射器，通过建立折射-全反射（TIR）光学反射面以及求解轮廓线上的微分方程，得到了92.6%的均匀度与91.8%的出光效率[8]。荆雷等人研究设计的一种准直镜，其发散角为5.4°，出光效率为52.0%，得到光强均匀性为92.0%的LED均匀光源。赵会富等人设计的折射/全反射/反射/折射式结构的大功率LED准直系统，得到的光束发散角为3.178°并且其出光效率达到了80.0%以上[9]。以上均匀光源设计都无法同时获得较好的均匀度和发散角。本文基于边缘光线原理和光学扩展量守恒思想，将大功率白光LED直接安装于复合抛物面反射器底面，并利用菲涅尔透镜实现均匀光源输出。

3 结束语
    本文采用复合抛物面反射器和高透菲涅尔透镜对大功率的LED扩展光源进行非成像光学变化实验和普通球面透镜的对比试验，在距离光源2.5m处并经过二维细分差值优化后，获得了二维光度均匀度优于94.40%、光斑为直径38cm的均匀圆面，发散角约为2.63°。这种基于菲涅尔透镜的高均匀性白光LED照明系统在光通信领域、投影系统和光度/辐射度计量等方面有良好的应用前景。