| aking2008 |
2012-01-11 14:32 |
用ZEMAX设计简易LED准直镜 Cec o^Mw
一. 初始解的构建 4> $weu^
1. 为了简单采用此透镜由三部分构成: v|K< 3@J
A. 全反射部分, B. 折射部分,C.切除部分(这一部分在设计时也可以不考虑,可以在设计完成后再加入) #E #.`/4
[t}$W*hY
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. "8YXF g
初始数据: R6/vhze4L2
1) 几何体部分 nlaeo"]
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; )3 RbD#?
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. -+w^"RBV
SB\T
i H/
)Y:9sd8g7
2) 光源部分 D? < R5zp
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: Lr}>Md
steps=90 2h^9lrQcQG
incr=90/steps #max angle is 90 degree _aLml9f
W
pi = 4*ATAN(1) Nq=r404
dr = pi/180 A-XWG9nL
startobj=4 qH-':|h7
For i,0,steps,1 Bk9 ? =
angle = i*incr 4_B1qN
oo=i+startobj S|HnmkV66
InsertObject 1,oo mFu0$N6]H
SetNSCProperty 1,oo,0,0,"NSC_SRAY" # surface,object,code,face,value !mtq?LV
SetNSCProperty 1,oo,3,0,2 # source inside of object 2 aO]FQ#l2b
SetNSCPosition 1,oo,4,angle K
oF4e:2>
SetNSCParameter 1,oo,1,1 #layout rays IoI
,IX]i)
SetNSCParameter 1,oo,2,1 #analysis rays 4:S?m(ah/
tar = 0 KsMC+:`F
opr = i+1 >84:1 `
InsertMFO opr dDoKmuY>5
setoperand opr, 11, "NSRA" Hjtn*^fo^
setoperand opr, 3, oo # src# ( @y te
setoperand opr, 6, 3 # seg# _>"f&nb O
setoperand opr, 9, 1 # weight 95%,
8t
setoperand opr, 7, 5 # y coordinate ;[>g(W+
setoperand opr, 8, tar # tar 1__Mf.A
Next pg; y\}
update |KQkmc
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!! L&s|<<L
1 6N+
nC> 'kgRt
二. 优化 K @UQ O
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. -B l !s^-'
初步优化的结果如下: @|c fF T
W
39+6ZTqx
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! bEz1@"~
p
PfKF!/c
B
三. 最终模型的建立和模拟 0Zq jq0O#
1) 布尔操作后的结果 *tD`X( K
D) *OQLHW
>Tq Mb8e_
2) 模拟, &/7D4!N]
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 ?\D=DIN-r
3) 模拟结果: (,5,}
A. 光斑 uK5&HdoM
I3wv6xZ2
B. 发散角 '8|y^\
\ &S-lsLY
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. _Ka6! 9
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