| aking2008 |
2012-01-11 14:32 |
用ZEMAX设计简易LED准直镜 i[IOR 0
一. 初始解的构建 ^~
95q0hq:
1. 为了简单采用此透镜由三部分构成: G\X}gqe(OJ
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) 4qsP/`8
>8v4fk
IK
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. iE6?Px9]
初始数据: ktA 5]f;
1) 几何体部分 %1oh+'ES F
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; j
aU .hASj
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. uK6'TJ
Z,jR:_ p
X[e:fW[e)
2) 光源部分 H(A9YxXrZ5
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: {Xjj- @
steps=90 H Q_IQ+
incr=90/steps #max angle is 90 degree v@&UTU
pi = 4*ATAN(1) _HAtTW
dr = pi/180 )/p=ZH0[
startobj=4 ~Y_5q) t(
For i,0,steps,1 59@PY! c>
angle = i*incr G`oY(2U
oo=i+startobj +I <^w)
InsertObject 1,oo )wM881_!
SetNSCProperty 1,oo,0,0,"NSC_SRAY" # surface,object,code,face,value 6)h~9iK
SetNSCProperty 1,oo,3,0,2 # source inside of object 2 <Od5}
SetNSCPosition 1,oo,4,angle L=_
SetNSCParameter 1,oo,1,1 #layout rays Gf->N
`N
SetNSCParameter 1,oo,2,1 #analysis rays f;`7}7C
tar = 0 v[b|J7k
opr = i+1 e#<A\?
InsertMFO opr J5 zKwt
setoperand opr, 11, "NSRA" \hO}3;*&
setoperand opr, 3, oo # src# ] :.
setoperand opr, 6, 3 # seg# \uyZl2=WWa
setoperand opr, 9, 1 # weight $lAQcG&Q
setoperand opr, 7, 5 # y coordinate !<UdG+iV
setoperand opr, 8, tar # tar 5M?
I-m
Next vPSY 1NC5
update S rom@c
我们每隔一度产生一条光线,最终的结果如下, 从图中可以看出,光线都不是平行的. 这里注意要调整参数保证所有光线都大概的按预期的方向会聚!! qir8RPW
6#;u6@+}yy
5`FPv4
二. 优化 >*1YL)DBT\
经过上面的准备工作,这时我们就可以优化了, 当然那几个物体的相对位置需要用PICKUP来约束, 这里不就详细说明了. ZPl Y ]e
初步优化的结果如下: "3$P<Q\;l;
M=sGPPj
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! T( CTU/a-,
G DwijZw
三. 最终模型的建立和模拟 KS R' X0'
1) 布尔操作后的结果 tKCX0UZ'
s(r1q$5
=p \eh?^
2) 模拟, %T DY &@i=
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}eK-Yu
3) 模拟结果: T5+
(F z
A. 光斑 wF)g@cw
?Vc/mO2X
B. 发散角 {KqERS&
g
+|.6xC7U
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. 2T-3rC)
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