臺灣博碩士論文加值系統

紫外光固化技術已經在世界上發展逾50 年，目前已經是應用最為廣泛的一種輻射固化技術，也是世界各國極力發展的項目，然而國內對此發展相對落後，且多數目前還是採用傳統紫外光高壓汞燈的固化方式，再者，傳統紫外光高壓汞燈缺點頗多，例如:波長範圍寬、啟動時間長、耗能及不環保…等等，針對此問題，因而本論文提出了一可變焦UV LED 空間環形陣列固化光學系統的概念，選定工作距離為145mm 及330mm，成功模擬出照度均齊度達80％以上的結果，達成了可變焦之目標。
另外亦針對市面上之UV 固化產品進行了反射片效果的研究，研究發現反射片確實能夠改善光的發散程度，並在本研究中，得到反射片在角度為25°時，具有最大平均照度，而在角度為35°時，可達到最佳光利用率。

UV curing has been developed more than 50 years in the world. It is the most extensive radiation curing technology at present, but it is also a target to be strongly developed around the world. However, the development is relatively weak in our country, and most of them are still using the traditional high-pressure mercury lamp. Furthermore, the traditional high-pressure mercury lamp has many disadvantages. For this problem, this paper put forward an exploratory design on focus-variable UV curing optical system with LED ring array. We select focal length of 145mm and 330mm, and then successfully achieve the uniformity of illumination more than 80% and reach the goal of focus-variable function.
In addition, we study the influence of the reflector for UV curing system in market. We found reflector can really improve the divergence of light. In this study, when the angle of the reflector is 25°, the system can have the maximum illumination. Also the light efficiency can achieve optimal utilization of light, as the angle is 35°.

摘要...................................................... i
Abstract .................................................ii
目次.....................................................iii
表目次................................................... vi
圖目次.................................................. vii
第一章 序論 .............................................. 1
一、固化光源之應用與技術簡介.............................. 1
二、固化光源之現況........................................ 4
三、研究動機與目的........................................ 5
四、文獻回顧.............................................. 8
五、論文架構規劃......................................... 10
第二章 基本理論介紹...................................... 11
一、光學概述............................................. 11
(一) 折射率(Refractive index)............................ 12
(二) 反射(Reflection).................................... 13
(三) 折射(Refraction).................................... 14
(四) 全反射與臨界角(Total Internal Reflection & Critical Angle)....15
(五) Fresnel Equations................................... 16
(六) 散射(Scattering).................................... 20
(七) Lambertian 餘弦定律................................. 21
二、輻射度學與光度學..................................... 23
(一) 光通量(Luminous Flux)............................... 24
(二) 照度(Illuminance)................................... 25
(三) 光強度(Luminous Intensity).......................... 27
(四) 輝度(Luminance)..................................... 29
(五) 均齊度(Uniformity)檢測.............................. 30
第三章 光學模擬與設計.................................... 31
一、探討反射片對UV LED 固化系統之影響.................... 33
(一) UV LED 光源設定..................................... 33
(二) 反射片設計.......................................... 35
(三) UV LED 固化系統結構設計............................. 35
(四) 模擬條件(A)之模擬結果與討論......................... 37
(五) 模擬條件(B)之模擬結果與討論......................... 41
(六) 總結................................................ 45
二、UV LED 空間陣列設計.................................. 47
(一) 光源之光學特性與反射杯設計.......................... 47
(二) 微結構設計.......................................... 48
(三) UV LED 直線陣列結構及其模擬結果..................... 50
(四) UV LED 空間環形陣列結構............................. 54
第四章 結論與展望........................................ 62
參考文獻................................................. 64

[1] http://zh.wikipedia.org/wiki/File:EM_spectrum.svg
[2] http://zh.wikipedia.org/zh-tw/%E7%B4%AB%E5%A4%96%E7%B7%9A
[3] http://www.ushio.com.tw/tw/technology/technique/cure/cure_02.html
[4] 趙 歡，“LED陣列型紫外固化光源系