[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。 @kW
L "yy,  
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。 |oi+|r  
现在就要看这个想法和实际结果差异是什么。 #$I@V4O;#  
j#1G?MF  
"XR=P> xk  
X0VSa{  
反射面简化：（整个模拟采用单色光） %.Ma_4o Z  
q(?+01  
`RL Wr,h  
光源及其设定： L"qJZU  
hMa;\k  
9 {&g.+  
光源Lamber分布（实际模型）： )l7XZ_gw'  
H648[H[k  
>>y`ap2%V  
组合图： An{>39{  
D\acA?d`  
raytrace： wq$$. .E  
<RY =y?%z  
实际光斑照度分布： j_~KD}  
hOY@vm&  
@C)s4{V  
C/e.BXA  
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）； UK ':%LeL  
      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。 )`DVPudiy  
    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： IZ=Z=k{  
BJj'91B[d  
~_
\Ra%  
光斑就是0.2M半径，比较准确 。 U.e!:f4{  
P`biHs8O  
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。 srVWN:uuH  
LwC?t3n
 
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。 9>)b6)J D  
/Y#8.sr  
疑惑： Q@VA@N=w  
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 oGcgd$%ZB  
Y&6jFT_  
你的透镜有没有定义？ QVT0.GzR  
你是做灯杯的么？ :3D8rqi:  
实际生产出来的是怎么样的？ ynsYU(  
>z<L60S  
记得版主是做过灯杯的 [k7(t|Q{  
指点一下

不错 4@{;z4*`  
分享经验~~~~顶

我把透镜外边缘设置为发光面 EZj rX>"#  
然后运用配光曲线设置 Jq^[^  
配光曲线跟你的稍微有差别 #
?Ix6 {R  
JrBPx/?(,;  
2m$C;j!D  
得到的照度分布： $?ss5: S  
-o/Vp>_UOE  
nKE^km  
f#c}
}>V8  
我的理解是， gYt=_+-  
实际情况下，LED芯片是lambertian的光源， m+M^we*R  
加上透镜后形成不同的配光曲线 |21VOPBS  
+P))*0(c_  
但是，不考虑透镜， remc_}`w  
对于简化LED模拟，如何设置与事实最相符？ zeGWM,!  
将LED芯片表面进行设置？ 56Lxr{+X  
透镜表面设置？ l(1.Ll  
Ifp8oL?S;  
达人指教

引用第1楼shogun于2007-04-25 17:11发表的  : T: My3&6  
赞
你的透镜有没有定义？ zv"NbN  
你是做灯杯的么？ Y{~`g(~9_A  
实际生产出来的是怎么样的？ B3yTN6-  
.......

.Tl,Ek(  
"kFNOyj3\  
2asRJ97qES  
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~ KO`dAB F}  
%O!xrA{  
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。 ZG+FX:v  
W$7H "tg  
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。 CY':'aWfa<  
h}tC+_"D  
W2%@}IDm  
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  ?x
0
gI   
分享经验~~~~顶

针对楼主的材料我有几点看法,想和大家探讨: S~H>MtX(<  
1.楼主在设计没有考虑反光杯的 出射口径是为什么? @*|UyK.   
这样的Axis  tilt会不会偏大? U8gj\G\`  
2.对于反光杯体的长度楼主是如何确定的?能否探讨下? K} T=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 db_}][;.c  
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: pUqNB_  
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 >hSu1s:  
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ K;Hgq
4  
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 p(="73  
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。 NX8hFwR  
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。 N(yd<Mw  
———————————————————————————————————————————————— V?0IMc  
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： 1tI=Dwx  
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....