鑒於工業蓬勃發展對於大自然資源供不應求，其中石化能源帶來許多溫室氣體造成全球暖化之問題，為了降低二氧化碳排放且減少全球暖化的程度，再生能源已成為各國矚目的發展趨勢，其中太陽能是取之不盡、用之不竭的能源若能加以利用不但可以節能減碳更能帶來龐大的商機利益。因此臺灣科技大學PSSDL 實驗室多年研究如何將太陽光導入室內作照明，不僅能降低室內用電量外更替永續經營盡一份心力。

自然光照明系統主要分為四大子系統：前集光、集光、傳光與放光系統，經由前集光系統追蹤太陽並將太陽光打入集光系統中，透過集光系統的高壓縮比至下一級傳光系統並傳輸到放光系統進行室內照明。由於集光系統收集之光線會在內部不斷的反射與折射造成出光口之光線散逸，使得整體照明系統效率不彰。因此，本論文提出以曲線方式設計自由曲面準直器之方法經菲涅爾損耗後篩選能量最強與次強光，以自動程式化之網格切割法來建置自由曲面準直器並使用Cubic Spline 曲線擬合將複數光源進行準直，俾能提高準直效率進而提升整體自然光照明效率。

以18496(1362)網格之自由曲面準直器為例，在長距離傳輸之下如100 公尺(米)處有39.15%效率相較於市售之PMMA 之塑膠光纖，約提升39.08%之效率。

In order to reduce the carbon dioxide emissions and reduce the level of global warming, renewable energy has become the development trend in which solar energy is inexhaustible. if the energy can be used not only save energy but also reduce carbon it will bring huge business opportunities. Therefore, National Taiwan University of Science and Technology Photonic Systems Simulation Design laboratory, PSSDL researches the sun into the indoor illumination for many years so that people will be able to enjoy healthy sunshine in the room and it can promote people's vitamin D and keep healthy both mentally and physically.

Natural light illumination system is divided into four subsystems: pre-collecting, collecting, transmitting and irradiating. The pre-collecting track the sun which into the collecting system through the collecting system collects the next level of transmitting system and irradiating for indoor illumination. Due to the collecting system will continue reflection and refraction at interior cause scattered light as well as make the overall efficiency of the Natural Light Illumination System(NLIS) is not very well.

In this paper, we design method of a free-form collimator is proposed. After Fresnel depletion, the strongest and sub-strong energy is selected. The collimator is designed by using the programmed grid cutting method and selecting complex light source is collimated by the slope of light spot with Cubic spline curve fitting also improve previously the efficiency of Natural light illumination system. Taking the freeform collimator of the 18496(1362) cutting grid as an example, the efficiency is 39.15% below 100 meters and compared to commercially available plastic fiber of PMMA materials, is up to about 39.08%.

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