| aking2008 |
2012-01-11 14:32 |
用ZEMAX设计简易LED准直镜
W z)@k2
一. 初始解的构建 T/iZ"\(~w
1. 为了简单采用此透镜由三部分构成: NXSjN~aG2
A. 全反射部分, B. 折射部分,C.切除部分(这一部分在设计时也可以不考虑,可以在设计完成后再加入) `=19iAp.
cx c-|Xori
图中光束分两个部分, 一部分为折射部分,另一部分为全反射部分, 可以看出,折射部分光束为三段,全反射部分光束分为四段,由于是平行光出射, 所以在优化时只要考虑第三段就可以了. (65|QA
初始数据: W WN2
1) 几何体部分 { \ ]KYI0
TIR部分是一个非球面透镜,中间部分是一个标准透镜(有曲率和圆锥系数),切除部分是一个圆柱体; IA^*?,AZy
注意中间的透镜部分的材料为空气,因为它相当于也是被切除掉的. HL~DIC%
IyoitIbLl
"V{v*Aei0
2) 光源部分 h_\OtoRa
我们用SOURCE RAY做为光源, 这样可以NSRA来进行优化; 光源的生成与操作数的建立按如下的MACRO可以自动生成: *IIuGtS
steps=90 `{ ` W-C
incr=90/steps #max angle is 90 degree ((T6z$:hA
pi = 4*ATAN(1) -I.BQ
dr = pi/180 X{tfF!+iy
startobj=4 "P8 ( R
For i,0,steps,1 UYvdzCUh
angle = i*incr Eu`K2_b
oo=i+startobj ~vB dq Yj
InsertObject 1,oo w<O t0& &
SetNSCProperty 1,oo,0,0,"NSC_SRAY" # surface,object,code,face,value W
![*0pL
SetNSCProperty 1,oo,3,0,2 # source inside of object 2 g4}K6)@
SetNSCPosition 1,oo,4,angle F`M`c%
SetNSCParameter 1,oo,1,1 #layout rays 8DcIM(;Z
SetNSCParameter 1,oo,2,1 #analysis rays |C}= 1
tar = 0 |G(I,EPag
opr = i+1 !a^'J bb
InsertMFO opr nJcY>Rp?
setoperand opr, 11, "NSRA" y 4Lh:;
setoperand opr, 3, oo # src# XU6SYC"t%~
setoperand opr, 6, 3 # seg# i^}ib
RQbN
setoperand opr, 9, 1 # weight 5q
_n 69b
setoperand opr, 7, 5 # y coordinate |Pq z0n=v
setoperand opr, 8, tar # tar vBYk"a6SD
Next `@ ^s}rt +
update v%;Ny ab6$
我们每隔一度产生一条光线,最终的结果如下, 从图中可以看出,光线都不是平行的. 这里注意要调整参数保证所有光线都大概的按预期的方向会聚!! AQTV1f_
Y3bZ&G)
gp NAM"
二. 优化 |6 E
!wW
经过上面的准备工作,这时我们就可以优化了, 当然那几个物体的相对位置需要用PICKUP来约束, 这里不就详细说明了. ^c?$$Tq
初步优化的结果如下: lt& c/xi_
]:.9:RmEV
可以再调整一下透镜的口径, 再优化一次. 可以看出, 透镜的口径是在增加的, 并且其底部是一直往左移的. 最终会达到一个比较平衡的状态;到这里优化工作就已经完成了. 我们可以对这三个部分进行一个布尔操作得到我们想要的透镜! X{8g2](z.
ca,U>'(y
三. 最终模型的建立和模拟 !NTt' 4/F{
1) 布尔操作后的结果 T[%@B"
_[,7DA.qc
="P&!lu
2) 模拟, x,UP7=6
将所有的SOURCE RAY都删除, 我们用SOURCE RECTANGLE来代替LED, 大小取1*1, COSINE EXPONENT 取1.0来做为朗伯发光体, 把DECTOR 设置到1010MM处, 模拟1M处的光斑, DETECTOR的大小设为500*500 4q*mEV
3) 模拟结果: E(Zm6 ~
A. 光斑 .4XX
)f5
8y'.H21:;
B. 发散角 LTcZdQd$
!YIW8SP)
以上是一个简单的准直镜的构建. 采用ZEAMX的优化算法结果特定的建模完成该设计, 当然还可能存在诸多不足之处,但此思路可供参考. 也可以设计相似的透镜或变型. F?XiP.`DR
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