| aking2008 |
2012-01-11 14:32 |
用ZEMAX设计简易LED准直镜 ;] o^u.PC
一. 初始解的构建 Ykq }9
1. 为了简单采用此透镜由三部分构成: "2j~3aWj
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) }eK*)
!.N=Y;@lY
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. 45JLx?rN_
初始数据: 4tKf
1) 几何体部分 #Jb$AA! z
TIR部分是一个非球面透镜,中间部分是一个标准透镜(有曲率和圆锥系数),切除部分是一个圆柱体; r{;4(3E2
注意中间的透镜部分的材料为空气,因为它相当于也是被切除掉的. skArocs
GUZi }a|=
g-uFs s
2) 光源部分 v 65r@)\`
我们用SOURCE RAY做为光源, 这样可以NSRA来进行优化; 光源的生成与操作数的建立按如下的MACRO可以自动生成: l8l i@K
steps=90 Ghe=hhZ
incr=90/steps #max angle is 90 degree 1 .k}gl0<
pi = 4*ATAN(1) P3>2=qK"E(
dr = pi/180 +}'K6x_
startobj=4 D]_\i [x
For i,0,steps,1 mJqP#Unik
angle = i*incr ^jC0S[csw2
oo=i+startobj |Q+v6r(<zZ
InsertObject 1,oo w-/ Tb~#E
SetNSCProperty 1,oo,0,0,"NSC_SRAY" # surface,object,code,face,value J#nEGl|a
SetNSCProperty 1,oo,3,0,2 # source inside of object 2 Fm{y.URo
SetNSCPosition 1,oo,4,angle L j\ <qF~n
SetNSCParameter 1,oo,1,1 #layout rays p gi 7 JQ
SetNSCParameter 1,oo,2,1 #analysis rays --D`YmB
tar = 0 .=D6<4#t
opr = i+1 b6VAyTa
InsertMFO opr '93& ?
setoperand opr, 11, "NSRA" RmCR"~
setoperand opr, 3, oo # src# Ric$Xmu
setoperand opr, 6, 3 # seg# ]sE^=;Pv?
setoperand opr, 9, 1 # weight \NRRN eu|
setoperand opr, 7, 5 # y coordinate o!&*4>tF
setoperand opr, 8, tar # tar Rh ^$0Q*2
Next T[J_ /DE@
update XoOe=V?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!! % vzpp\t
D':A-E
~A( Pa-
二. 优化 ~yg9ZM
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. bSzb! hT`
初步优化的结果如下: nwYeOa/t
Yzz 8:n
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! mZ%\`H+
kE}I b4]J
三. 最终模型的建立和模拟 Pd?YS!+S
1) 布尔操作后的结果 Orgje@c{
FUqiP(A
vF 1$$7 k
2) 模拟, fk_i~ 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 c{0?gt.
3) 模拟结果: a1&^P1.
A. 光斑 ~Fh(4'
7t QiKrhp
B. 发散角 9:WKG'E8a
zjS<e
XLs[
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. BDg /pDnwg
|
|
