[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。 =`+D/ W\[Y  
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。 ZxtO.U2  
现在就要看这个想法和实际结果差异是什么。 fqI67E$59  
#da{3>z:  

描述:CPC设定如下：

图片:Shere_cpc_setting.jpg

V*n$$-5 1-  
h7Uj "qH  
反射面简化：（整个模拟采用单色光） ~xqiasE#K  

图片:Shere_cpc_reflective_setting.jpg

v]SxZLa  
/si<Fp)z  
光源及其设定： Zu"qTJE/1  

图片:Share_Source.jpg

^SpQtW118  
rO#w(]   
光源Lamber分布（实际模型）： {Zc8,jm  

图片:Share_Source_dis.jpg

xb\EJ1M>  
[63\2{_^v  
组合图： (utP@d^  

图片:Share_combine.jpg

$W7}Igx#  
raytrace： O|t>.<T?  
r|l?2 eO~  
实际光斑照度分布： (7qlp*8.s  
!H\;X`W|~D  

图片:Share_IlluminanceMap.jpg

l>;hQh  

J$6WUz:?  
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）； ,P9F*;Dj  
      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。 -*7i:mg  
    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： #ZJ 1\Ov  

图片:planeMap.jpg

?kR1T0lKkE  
MFROAVPZ5  
光斑就是0.2M半径，比较准确 。 ?pZ"7kkD  
qy'-'UlIr  
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。 K/zb6=->  
%?[gBf[y  
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。 ,\i*vJ#f  
{^1
O  
疑惑： #TNjQNg@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 <( OHX3~  
Jk%5Fw0  
你的透镜有没有定义？ l)\Q~^cxd  
你是做灯杯的么？ {

> ,M  
实际生产出来的是怎么样的？ *sldv  
/wEl\Kx  
记得版主是做过灯杯的 (nO2+@!  
指点一下

不错 FdE?uw  
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我把透镜外边缘设置为发光面 @p~scE.#\  
然后运用配光曲线设置 #w%-IhP  
配光曲线跟你的稍微有差别 U"/T`f'H z  

图片:22.JPG

0^tY|(b3/M  
eCR
^$z=c  
得到的照度分布： cY5;~lO  
Rd7U5MBEF  

图片:11.JPG

[-[59H[6)  
9]Ue%%vM  
我的理解是， ;=$;h6W0  
实际情况下，LED芯片是lambertian的光源， dhA~Yu  
加上透镜后形成不同的配光曲线 d+G%\qpzQ  
1#cTk  
但是，不考虑透镜， ;_SSR8uHv  
对于简化LED模拟，如何设置与事实最相符？ m5 sW68  
将LED芯片表面进行设置？ VqvjOeCbH  
透镜表面设置？ cH*")oD  
_BA; H+M  
达人指教

引用第1楼shogun于2007-04-25 17:11发表的  : yIn$ApSGY  
赞
你的透镜有没有定义？ C`t@tgT  
你是做灯杯的么？ 1D#-,#?  
实际生产出来的是怎么样的？ JqMF9|{H  
.......

DFWO5Y_  
Wgh@XB  
V6P-?Nd  
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~ ^D+^~>f  
G`n $A/9Q  
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。 CR'%=N04^  
w -o#=R_  
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。 f%.Ngf9  
1Zn8CmE V  
bD,X.  
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  wxvi)|)  
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针对楼主的材料我有几点看法,想和大家探讨: HCN/|z1Xq  
1.楼主在设计没有考虑反光杯的 出射口径是为什么? Q"qI'*Kgt  
这样的Axis  tilt会不会偏大? ~I5hV}ZT  
2.对于反光杯体的长度楼主是如何确定的?能否探讨下? '?9zL*  
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 HGGq;Nbm  
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: WChP,hw  
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 ElQ?|HsQ6p  
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ j-ej7  
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 NV4g5)D&L  
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。 =D/zC'l  
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。 )JS6W  
———————————————————————————————————————————————— X@`a_XAfd  
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： "Q.*  
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....