| aking2008 |
2012-01-11 14:32 |
用ZEMAX设计简易LED准直镜 )~LqB h
一. 初始解的构建 l/6$BP U`
1. 为了简单采用此透镜由三部分构成: W6Z3UJ-
A. 全反射部分, B. 折射部分,C.切除部分(这一部分在设计时也可以不考虑,可以在设计完成后再加入) 746['sf4c
Y U6D;
图中光束分两个部分, 一部分为折射部分,另一部分为全反射部分, 可以看出,折射部分光束为三段,全反射部分光束分为四段,由于是平行光出射, 所以在优化时只要考虑第三段就可以了. JuM4Njz|
初始数据: 9>7w1G#
1) 几何体部分 >V|KS(}s
TIR部分是一个非球面透镜,中间部分是一个标准透镜(有曲率和圆锥系数),切除部分是一个圆柱体; ;9"6g=q
注意中间的透镜部分的材料为空气,因为它相当于也是被切除掉的. -*AUCns#
C] GW u~QF
_<m yM2z
2) 光源部分 YX{c06BHs
我们用SOURCE RAY做为光源, 这样可以NSRA来进行优化; 光源的生成与操作数的建立按如下的MACRO可以自动生成: cj@ar^=`K
steps=90 . \}nDT
incr=90/steps #max angle is 90 degree GS&iSjw
pi = 4*ATAN(1) a=&{B'^G
dr = pi/180 7j~}M (s"
startobj=4 gq~6 jf>
For i,0,steps,1 rfH Az
angle = i*incr I|/\ L|vo
oo=i+startobj 0jm P j
InsertObject 1,oo >^ TcO
SetNSCProperty 1,oo,0,0,"NSC_SRAY" # surface,object,code,face,value i=AQ1X\s
SetNSCProperty 1,oo,3,0,2 # source inside of object 2 uB>OS 1=
SetNSCPosition 1,oo,4,angle Qoom[@$
SetNSCParameter 1,oo,1,1 #layout rays >NMq^J'/
SetNSCParameter 1,oo,2,1 #analysis rays MYMg/>f[
tar = 0 9D, /SZ-v
opr = i+1 !63]t?QXMG
InsertMFO opr G^&P'*
setoperand opr, 11, "NSRA" w7`09oJm
setoperand opr, 3, oo # src# hyVBQhk
setoperand opr, 6, 3 # seg# e763 yd
setoperand opr, 9, 1 # weight Z>(K|3 _
setoperand opr, 7, 5 # y coordinate X3Yi|dyn T
setoperand opr, 8, tar # tar 5"mH6%d :8
Next TS49{^d$
update k r ga!,I
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!! 6O|
rI>D
Y"UB\_=
b<\aJb{2
二. 优化 s]'EIw}mo
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. wHE1Jqpo
初步优化的结果如下: "fOxS\er
[Nv )37|W
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! <Oihwr@5<
b<8,'QgB
三. 最终模型的建立和模拟 J|.n bSE
1) 布尔操作后的结果 ePscS Mx&
L.Tu7+M4
{N'<_%cu
2) 模拟, 6S&OE k
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 E@CK.-N|
3) 模拟结果: ,KFF[z
A. 光斑 }II)<g'
/j"aOLL|
B. 发散角 | H&&80I
MwTouEGGgA
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. s4vj
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