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本发明公开了一种阵列多通道多波长大功率均匀照明的配光系统，配光系统包含多个光束传播通道，单一光束传播通道包括激光光源、自由曲面反射器和目标面，自由曲面反射器将激光光源发出的光线以优选的方式投射道目标面，形成高效均匀照明；若干激光光源呈环形阵列排布，激光光源具有多个波长、准直和高斯分布；自由曲面反射器包括若干自由曲面，若干自由曲面呈环形阵列排布；综上，阵列多通道优选的环形排布使得系统结构紧凑；自由曲面与激光光源的数量及位置一一对应；目标面为同一个数字微镜装置(DMD)的微镜阵列表面。配光系统将不同光源发出的光束通过多个通道在目标面上叠加投射，实现功率、照度均匀度和色度均匀度的联合提升。

本发明提供了一种漫反射自由曲面的离轴设计方法，其能够根据各种形状不同的LED阵列，求出相应的离轴自由曲面，在提升照度均匀度的同时也提升了效率。通过建立一个由朗伯体发光特性的LED组成的阵列与漫反射自由曲面的数学模型，以及能量守恒公式，得出一系列方程，求解方程组数值解得出一系列离散坐标点，再拟合所得坐标点得出离轴自由曲面。最后，通过离轴设计方法所得的自由曲面具有一定的容错性和稳定性，在变换LED阵列、目标照明面的大小或者与距离的情况下，离轴的照明效果相较于传统的半球面和旋转对称设计方法都有着明显的优势，适用于实验、生产、生活各种场合的照明，用途广泛。