图2。4光棒中的光线传播

光棒端面可以设计成各种不同形状。一般来说，矩形，三角形，六角形等形式的端面可以获得较好的均匀性，而圆形端面效果较差。在很多系统里还采用具有锥度的光棒，其作用可以改变出射光线的方向。

照明系统应用光棒实现均匀照明时，常采用椭球面反光碗+光棒的形式，如图2。5所示光源位于旋转椭球面反射镜的内焦点上，光棒放在反射镜的第二焦点附近，光线进入光棒经多次反射，在末端形成均匀的照明。由于光学系统结构和光棒尺寸的限制，通常无法直接将光棒出射面放置在需照明表面上，因而在光棒后面需要引入中继的聚光镜，将光棒出射面成像在被照明物体表面。

图2。5光棒照明光路对于光棒设计，主要考虑参数有两个：一个是长度，另一个是截面积。长度的考虑应该基于系统对照明均匀性的要求。光棒长度越大，光线在其内部的反射次数越多，均匀性越好，因此为保证足够的反射，此时截面积较大的光棒长度也应该相应增加。但长度增加必然带来能量的衰减及系统尺寸的增大。权衡考虑，一般情况下，光棒的长度应满足光线在内部反射3次左右，即为合理的设计。

截面积的大小需要从能量利用率出发。小尺寸的光棒，如果输出光束的孔径角小于后续光学系统的最大孔径角，出射的光能能全部被利用，此时适当增大截面积，能够增加进入光棒的能量，提高系统的光能利用率；但当光棒尺寸大到使出入射光束孔径角大于后续系统能接受的孔径角后，如果继续加大尺寸，整个系统的能量利用率会下降。而且，如果后续光学系统只能在小于一定的数值孔径内有效工作，在进行光棒设计时也应充分考虑截面积大小与后续系统的匹配问题。

2。3结构对比

复眼透镜在排列时假如透镜个数太少会失去小透镜将宽光束分裂的作用，但个数太多会增加加工成本和难度，同时，由于透镜像差的存在，对于均匀性的改善也是有限的。虽然其光能利用率高，节约空间，但是复眼照明系统结构复杂，开发周期长，加工成本高。而光棒匀光照明系统结构简单，开发周期短，原材料获取容易，加工工艺简单，造价低，光棒加工高质量。

综上所述，选择方案2，用光棒与柯勒照明系统配合。