[讨论][抛砖引玉] 基于LED的CPC聚光模拟 [复制链接]

前面shogun提出了一些CPC的理论。在这里，我用新一代光源LED和作为非成像光学器件的CPC完成一个模拟，目的是探讨一种设计简化：在不用计算环带光通的前提下，基于标准的Lamber分布型LED的模拟输出分布同理论（string method）设计的差异。希望有经验的朋友指教。 g,]m8%GHE  
这个设定的目标，是将LED视为一个发光面（按LED的实际尺寸），要求系统在1M外形成一个0.2M半径的光斑。 LbRQjwc]W  
现在就要看这个想法和实际结果差异是什么。 GQ7uxdqWBQ  
[3nWxFz$R  

描述:CPC设定如下：

图片:Shere_cpc_setting.jpg

)Se$N6u-  
6L$KMYHE  
反射面简化：（整个模拟采用单色光） s8>y&b.  

图片:Shere_cpc_reflective_setting.jpg

7*KUM6z  
,I x>.^|  
光源及其设定： &0-oi Y  

图片:Share_Source.jpg

f(~N+2}  
%<(d%&~  
光源Lamber分布（实际模型）： QDJ "X  

图片:Share_Source_dis.jpg

e(|Z<6  
83t/\x,Q  
组合图： P~=yTW  

图片:Share_combine.jpg

aK@ Y) Ju'  
raytrace： Z_m<x!  
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实际光斑照度分布： 'o#oRK{#  
p'2IlQ\  

图片:Share_IlluminanceMap.jpg

 ID,_0b  
R#^ku)0  
问题和结论：从照度图上来看，光斑均匀度是比较好的（没有具体计算-_-，麻烦）； PE4 L7  
      当初设定CPC的接收角满足1M外光斑半径0.2M，现在看来只有0.1M。。。。后来发现，这个结果之所以差异那么大，是因为我在这里把此CPC的exit port半径设定为LED透镜的半径了~也就是说，我已经默认LED的发光面半径是透镜半径。 L-D4>+  
    后来把光源换掉，用一个真正适合CPC exti port大小的平板光源，也是Lamber分布，来模拟，结果： _avf
%OS  

图片:planeMap.jpg

Wtcib-  
d-+jb<C&  
光斑就是0.2M半径，比较准确 。 ?dCwo;~  
b(;u2 8  
所以这里就发现了一个和LED模拟有关的问题：LED（大功率）的发光模型，当要把它视为发光面时，其大小不应该是透镜，可能应该是芯片。 >WDHRC  
2(@2z[eKr  
CPC在处理平面光源时，其输出光斑均匀度是有希望达到照明要求的，具体现在还没有计算出来。 ka\{?:r,8  
N\g=9o|Q  
疑惑： rMbq_
5}
 
象这样的CPC，纵然在聚光率上表现不错（C=5），截止角大（78.7度）。但是其加工工艺，特别是镀膜、阳极氧化上有没有特别的难度？希望大家展开讨论。

赞 U,EoCAm>  
EXr2d"  
你的透镜有没有定义？ ^py=]7[I  
你是做灯杯的么？ 0HoHu*+FX  
实际生产出来的是怎么样的？ /)Cfm1$ic  
[_(J8~va  
记得版主是做过灯杯的 rtJER?A  
指点一下

不错 4@{cK
|  
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我把透镜外边缘设置为发光面 `&D#P%  
然后运用配光曲线设置 +s}&'V^  
配光曲线跟你的稍微有差别 940:NOgm  

图片:22.JPG

uMw6b=/U  
P!+Gwm{  
得到的照度分布： nKm# kb  
'M~`IN`  

图片:11.JPG

QGuqV8 y0  
^H.B6h?  
我的理解是，  7(+4^  
实际情况下，LED芯片是lambertian的光源， &RZO\ZT  
加上透镜后形成不同的配光曲线 fY&TI}Y  
n\((#<&
 
但是，不考虑透镜， Sxq@W8W  
对于简化LED模拟，如何设置与事实最相符？  bH
G<B
 
将LED芯片表面进行设置？ bs
"J]">(N  
透镜表面设置？ 66pjWS {X  
\PxT47[@e  
达人指教

引用第1楼shogun于2007-04-25 17:11发表的  : 6HK1?  
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你的透镜有没有定义？ D:Q#%wJ  
你是做灯杯的么？ %FYhq:j  
实际生产出来的是怎么样的？ g}0K@z3  
.......

Br
9j)1;  
=T9h7c R  
#sc!H4  
我的芯片所采用的发光分布，就是上面提供的那个表格，实际测量的~ ? #rXc%F  
>Y08/OAI.2  
后来，透镜又用了 折射率1.4的PMMA，当然这样的方法我认为不对，但是加了透镜以后光分布变化很小。 a5#G48'X  
)oCL![^pXe  
正如我前面讲的，如果我要把LED光源看为一个面，那么现在我就用与透镜底面同等面积圆板做发光表面~~然后该发光面采取实际测量的LED分布数据，近似Lamber但不标准了~~其结果就是我第二个模拟图。 l48$8Mgrr  
h]s6)tII  
gw"cX
ny  
现在手头上有一些灯杯的活在做，尝试一些不同的方法~这个CPC还没有做手板。我现在最困难的是确保镀层精度，常常发生因为镀层太差以至于光斑出现意外~~~经验还不足啦

不错  X6 BIZ  
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针对楼主的材料我有几点看法,想和大家探讨: XDCm
 
1.楼主在设计没有考虑反光杯的 出射口径是为什么? 3q/Us0jr  
这样的Axis  tilt会不会偏大? clU ?bF~e1  
2.对于反光杯体的长度楼主是如何确定的?能否探讨下? 6HCg<_j]  
3.对于LED,找一款仔细研究下,它的外部是块晶体状物质,漫射体类物质 G{: B'08  
发光真正位置是其下面的块状部分;在Trancepro中我曾对LED光源多种类型模拟: xH2'PEjFM  
点光源,一般性球面光源以及雷同楼主式的面光源,,,,最终其配光曲线更加接近楼主所示的 GG>53}7{  
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~  Q(f0S  
本人以前做成像光学设计,最近开始做些聚光器相关产品设计,经验缺乏的紧,希望得到达人指点,在此多谢了 tM"vIz 05  
我的邮箱是:yizhiplay@163.com                            谢谢,希望高手指教.

1. 我覺得把LED看成一個發光面，尺寸为透镜大小，配光用远场的配光分布，比较准确，因为以芯片为光源，配光哪怕为理想的lembertian分布，你模拟的LED透镜和真实的LED封装系统还是有差异的，所以打到CPC上的光线走向与真实是有差异的，这正是版主为什么第一次模拟出来的结果不是很准确的原因。 '|]}f}Go  
2. 至于发光面的位置位于何处，我觉得应该从LED配光测试时候的原点定位入手，如果给出的配光是为LED的基座作为原点测试的，仿真是发光面的位置就应该是LED基座的位置，如果配光测试以透镜作为原点的，发光面的位置就应该是LED透镜的位置。 6k0Awcr  
———————————————————————————————————————————————— 7kV$O(4  
本人初进LED领域，发表愚见，望高手指教，谢谢！！

再请教斑主一个问题，望赐教： JYNnzgd  
在tracepro里，CPC的焦点和长度是如何定的，特别是有角度偏宜和边缘焦距的时候？

好....