[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。 fM #7y [  
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。 `'\t$nU  
现在就要看这个想法和实际结果差异是什么。 <\0vR20/  
R(-<BtM!-  
w~#nYM=fP!  
K9vIm4::d$  
反射面简化：（整个模拟采用单色光） Qj3a_p$)P  
r?CI)Y;  
*26334B.R  
光源及其设定： })w*m  
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.TE?KI 
  
光源Lamber分布（实际模型）： `+t.!tv!  
gr-fXZO  
(;%|-{7e-  
组合图： TRZRYm"  
-!0_:m3  
raytrace： &QG6!`fK}3  
4CQ"8k(S"  
实际光斑照度分布： %+ FG,d  
$5L0.$Tj  

BS&;n  
SlSM+F  
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）； 1
5$4&=O  
      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。 pxSX#S6I  
    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： #wc \T  
>a1{397Y}  
_SACqamo5s  
光斑就是0.2M半径，比较准确 。 @HBEt^!  
hUz[uyt  
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。 BZb]SoA
L  
.D4bqL  
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。 q8:{Nk  
`.#@@5e  
疑惑： #k<":O  
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 Q36)7=at  
-~)OF  
你的透镜有没有定义？ 8_d-81Dd  
你是做灯杯的么？ TO;.eN!sv  
实际生产出来的是怎么样的？ #$\fh;!W  
'#O_}|ZN  
记得版主是做过灯杯的 /T0nLp`gi  
指点一下

不错 dc0@Y  
分享经验~~~~顶

我把透镜外边缘设置为发光面 {E,SHh   
然后运用配光曲线设置 g@nk.aRw
 
配光曲线跟你的稍微有差别 E'dX)J9e$/  
Px4/O~bLk  
*v #/Y9}  
得到的照度分布： 4~u9B/v
 
m/${8  
Z[IM<S9lz  
$B _Nc*_e  
我的理解是， 12gw#J/)9h  
实际情况下，LED芯片是lambertian的光源， ;) pl{_  
加上透镜后形成不同的配光曲线 n9}RW;N+u  
9Q[>.):  
但是，不考虑透镜， R^{xwI  
对于简化LED模拟，如何设置与事实最相符？ }:#dV B+  
将LED芯片表面进行设置？ qZ\L  
透镜表面设置？ fi=?n{e'  
b(T@~P/  
达人指教

引用第1楼shogun于2007-04-25 17:11发表的  : EqQ3=XMUL@  
赞
你的透镜有没有定义？ N6BNzN}-P  
你是做灯杯的么？ @ AggznA8  
实际生产出来的是怎么样的？ p_gA/. v=  
.......

/Mx.:.A&$  
26}u4W$  
IO6MK&R  
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~ 'tut4SwC  
-O /T?H  
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。 *bU% @O
 
e@yx}:]h  
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。 ]*a@*0=  
i<Q&
D\Pv  
_ Q{T';  
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  CH55K[{<  
分享经验~~~~顶

针对楼主的材料我有几点看法,想和大家探讨: c5Z;%v |y  
1.楼主在设计没有考虑反光杯的 出射口径是为什么? Tavtr9L0XY  
这样的Axis  tilt会不会偏大? gkSGRshf  
2.对于反光杯体的长度楼主是如何确定的?能否探讨下? 2;dM:FHLhO  
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 v!nm &"  
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: O\LjtMF  
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 A$%@fO.b  
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ s.<olxXRW  
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 Z'voCWCd  
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。 wJ;9),fL  
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。 qkIA,Kgy  
———————————————————————————————————————————————— g @c=Bt$  
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： mvW^P`nB  
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....