| aking2008 |
2012-01-11 14:32 |
用ZEMAX设计简易LED准直镜 dkLR
Q
一. 初始解的构建 ? 7+ 2i\L
1. 为了简单采用此透镜由三部分构成: i*tj@5MY-
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) v uP1gem
k8JPu"R
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. Ll`apKr
初始数据: b 2Hpu ej
1) 几何体部分 L; ~=(
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; k);!H +
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. FdqUv% (Em
8HOmWQS
#? *jdN:
2) 光源部分 ;:4puv+]
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: \2`U$3Q
steps=90
jZ;T&s
incr=90/steps #max angle is 90 degree smU+:~
pi = 4*ATAN(1) uprQy<I@
dr = pi/180 $3ILVT
startobj=4 ;gyE5n-{
For i,0,steps,1 'FhnSNT(4=
angle = i*incr [ZbK)L+_
oo=i+startobj -UVWs2W'$
InsertObject 1,oo 7 `}z 7nk
SetNSCProperty 1,oo,0,0,"NSC_SRAY" # surface,object,code,face,value E (8g(?4
SetNSCProperty 1,oo,3,0,2 # source inside of object 2 &g!/@*[Nhh
SetNSCPosition 1,oo,4,angle TG9)x|!
SetNSCParameter 1,oo,1,1 #layout rays LcXMOT)s
SetNSCParameter 1,oo,2,1 #analysis rays #O
WSy'Qnt
tar = 0 "J#:PfJ%
opr = i+1 (AYD @
InsertMFO opr K?4(o u
setoperand opr, 11, "NSRA" R;o_ *
setoperand opr, 3, oo # src# /HRaX!|E#
setoperand opr, 6, 3 # seg# 8(}sZ)6
setoperand opr, 9, 1 # weight +0 MKh
setoperand opr, 7, 5 # y coordinate 1 GdD
setoperand opr, 8, tar # tar N z;;X\GI
Next J.nq[/Q=
update q1y4B`
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!! v(i Uo&Ge
<B`V
+mQSlEo
二. 优化
.D .Rn/
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. (zBQ^97]
初步优化的结果如下: 6{'6_4;Fv(
[/G;XHL;?
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! )a\h5nQI)
* -_Np u6
三. 最终模型的建立和模拟 &}O!l'
1) 布尔操作后的结果 L|LTsRIq
}El_.@'T &
{P&^E rx
2) 模拟, Kcl $|T
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 37xxVbik
3) 模拟结果: =f!M=D
A. 光斑 iC]lO
cAS_?"V
a
B. 发散角 b U NYTF{
=]e^8;e9
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. W#j,{&KVn
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