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    [讨论][抛砖引玉] 基于LED的CPC聚光模拟 [复制链接]

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    离线bezalel
     
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2007-04-25
    前面shogun提出了一些CPC的理论。在这里,我用新一代光源LED和作为非成像光学器件的CPC完成一个模拟,目的是探讨一种设计简化:在不用计算环带光通的前提下,基于标准的Lamber分布型LED的模拟输出分布同理论(string method)设计的差异。希望有经验的朋友指教。 RiO="tX'  
    这个设定的目标,是将LED视为一个发光面(按LED的实际尺寸),要求系统在1M外形成一个0.2M半径的光斑。 "%@uO)A /  
    现在就要看这个想法和实际结果差异是什么。 Ra3ukYG[  
    8@M'[jT  
    !RlC~^ -  
    uO >x:*^8  
    反射面简化:(整个模拟采用单色光) @("}]/O V:  
    bQa oMZB  
    0ZC,BS`D^  
    光源及其设定: x7RdZC  
    ACjf\4Q  
    (\dK4JJ  
    光源Lamber分布(实际模型): &!y]:CC{  
    mYNEz @  
    U&y`-@A4  
    组合图: 5]7&IDA]]9  
    +#]|)V Z  
    raytrace: WwW^[k (X  
    X^< >6|)  
    实际光斑照度分布: w}M3x^9@  
    LxT rG)4  
    <]8^J}8T{D  
    &.*uc|{  
    问题和结论:从照度图上来看,光斑均匀度是比较好的(没有具体计算-_-,麻烦); (BERY  
          当初设定CPC的接收角满足1M外光斑半径0.2M,现在看来只有0.1M。。。。后来发现,这个结果之所以差异那么大,是因为我在这里把此CPC的exit port半径设定为LED透镜的半径了~也就是说,我已经默认LED的发光面半径是透镜半径。 qa}>i&uO  
        后来把光源换掉,用一个真正适合CPC exti port大小的平板光源,也是Lamber分布,来模拟,结果: \]Z&P,}w  
    DMkhbo&+  
    " OGdE_E  
    光斑就是0.2M半径,比较准确 。 n6d^>s9J  
    JfTfAq]  
    所以这里就发现了一个和LED模拟有关的问题:LED(大功率)的发光模型,当要把它视为发光面时,其大小不应该是透镜,可能应该是芯片。 -NDi5i\  
    n9 fk,3  
    CPC在处理平面光源时,其输出光斑均匀度是有希望达到照明要求的,具体现在还没有计算出来。 j 0 Y  
    Ko}2%4on  
    疑惑: vF>gU_gz.  
    象这样的CPC,纵然在聚光率上表现不错(C=5),截止角大(78.7度)。但是其加工工艺,特别是镀膜、阳极氧化上有没有特别的难度?希望大家展开讨论。
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    cyqdesign 金钱 +20 - 2007-04-25
     
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    离线shogun
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    只看该作者 1楼 发表于: 2007-04-25
    Z}[xQ5  
    /p$=Cg[K  
    你的透镜有没有定义? ? : md  
    你是做灯杯的么? XOxB (0@  
    实际生产出来的是怎么样的? Ea4 * o  
    n4>cERf a  
    记得版主是做过灯杯的 A7(M,4`6  
    指点一下
    离线suezl9
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    只看该作者 2楼 发表于: 2007-04-26
    不错  0dh#/  
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    离线shogun
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    只看该作者 3楼 发表于: 2007-04-26
    我把透镜外边缘设置为发光面 XW^8A 77H  
    然后运用配光曲线设置 i[8NO$tN1)  
    配光曲线跟你的稍微有差别 RZe#|k+ 8  
    @?Fx  
    ret0z|  
    得到的照度分布: 33,;i E  
    y]J3h Ks  
    s{cKBau  
    e"PMvQ  
    我的理解是, ^A- sS~w  
    实际情况下,LED芯片是lambertian的光源, ^IYJEqK  
    加上透镜后形成不同的配光曲线 s><IykIi  
    K`~BL=KI  
    但是,不考虑透镜, ;C+cE#   
    对于简化LED模拟,如何设置与事实最相符? =p5?+3" @  
    将LED芯片表面进行设置? {vLTeIxf.G  
    透镜表面设置? 6TY){P w  
    a6k(9ZF  
    达人指教
    离线bezalel
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    只看该作者 4楼 发表于: 2007-04-26
    引用第1楼shogun于2007-04-25 17:11发表的  : U?JiVxE^  

    你的透镜有没有定义? 3fm;r5  
    你是做灯杯的么? 1NuR/DO  
    实际生产出来的是怎么样的? <9ePi9D(  
    .......
    O~${&(  
    lr-12-D%-  
    mYiSR   
    我的芯片所采用的发光分布,就是上面提供的那个表格,实际测量的~ g8LT7  
    &/sGh0  
    后来,透镜又用了 折射率1.4的PMMA,当然这样的方法我认为不对,但是加了透镜以后光分布变化很小。 67}]s@:l](  
    ay=KfY5  
    正如我前面讲的,如果我要把LED光源看为一个面,那么现在我就用与透镜底面同等面积圆板做发光表面~~然后该发光面采取实际测量的LED分布数据,近似Lamber但不标准了~~其结果就是我第二个模拟图。 o lYPlH F  
    7fap*  
    /_ $~rW  
    现在手头上有一些灯杯的活在做,尝试一些不同的方法~这个CPC还没有做手板。我现在最困难的是确保镀层精度,常常发生因为镀层太差以至于光斑出现意外~~~经验还不足啦
    离线optics
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    只看该作者 5楼 发表于: 2007-05-04
    不错  =$^Wkau  
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    离线yajunsoos
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    只看该作者 6楼 发表于: 2008-03-14
    针对楼主的材料我有几点看法,想和大家探讨: >v^2^$^u  
    1.楼主在设计没有考虑反光杯的 出射口径是为什么? 2>!_B\%)H  
    这样的Axis  tilt会不会偏大? 1bV2  
    2.对于反光杯体的长度楼主是如何确定的?能否探讨下? _ff=B  
    3.对于LED,找一款仔细研究下,它的外部是块晶体状物质,漫射体类物质 a/`c ef  
    发光真正位置是其下面的块状部分;在Trancepro中我曾对LED光源多种类型模拟: 6Y;Y}E  
    点光源,一般性球面光源以及雷同楼主式的面光源,,,,最终其配光曲线更加接近楼主所示的 4a(g<5wfI  
    ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ ) 1lJ<g#  
    本人以前做成像光学设计,最近开始做些聚光器相关产品设计,经验缺乏的紧,希望得到达人指点,在此多谢了 /Oq1q._9F  
    我的邮箱是:yizhiplay@163.com                            谢谢,希望高手指教.
    离线xiyin0825
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    只看该作者 7楼 发表于: 2008-05-30
    1. 我覺得把LED看成一個發光面,尺寸为透镜大小,配光用远场的配光分布,比较准确,因为以芯片为光源,配光哪怕为理想的lembertian分布,你模拟的LED透镜和真实的LED封装系统还是有差异的,所以打到CPC上的光线走向与真实是有差异的,这正是版主为什么第一次模拟出来的结果不是很准确的原因。 uvu**s  
    2. 至于发光面的位置位于何处,我觉得应该从LED配光测试时候的原点定位入手,如果给出的配光是为LED的基座作为原点测试的,仿真是发光面的位置就应该是LED基座的位置,如果配光测试以透镜作为原点的,发光面的位置就应该是LED透镜的位置。 >uBV  
    ———————————————————————————————————————————————— K$MJ#Zx^  
    本人初进LED领域,发表愚见,望高手指教,谢谢!!
    离线xiyin0825
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    只看该作者 8楼 发表于: 2008-05-30
    再请教斑主一个问题,望赐教: -V;0_Nx7p  
    在tracepro里,CPC的焦点和长度是如何定的,特别是有角度偏宜和边缘焦距的时候?
    离线blueboy123
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    只看该作者 9楼 发表于: 2009-03-06
    好....