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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。 neEqw +#Z  
    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。 ]5'*^rz ^  
    现在就要看这个想法和实际结果差异是什么。 %pZT3dcK  
    =]@Bc 7@  
    G"r{!IFL  
    r6S  
    反射面简化:(整个模拟采用单色光) qZ<n\Mt  
    ev&l=(hY  
    gc4o |x  
    光源及其设定: ,88B@a  
    ih kZs3}  
    .\ bJ,of9  
    光源Lamber分布(实际模型): SrA6}kS  
    )=)N9CRy  
    tN{0C/B9  
    组合图: O!Ue0\1Kj0  
    q~qz^E\T  
    raytrace: uz8eS'8  
    t_/qd9Jv  
    实际光斑照度分布: GVT 6cR  
    6Emn@Mn=  
    " lD -*e4  
    Pr>$m{ Z  
    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); !d##q)D f?  
          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。 #7fOH U8v  
        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: $Y/z+ea  
    (F'~K,0  
    3\2&?VAjR  
    光斑就是0.2M半径,比较准确 。 ^(Gl$GC$Mu  
    !jP[=  
    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。 8h ol4'B  
    .Z 7t E?  
    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。 /:!sn-(  
    ]`-o\,lq  
    疑惑: |f}wOkl  
    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
    kb-XEJ}L  
    H( LK}[  
    你的透镜有没有定义? _bh$ t  
    你是做灯杯的么? } %3;j5 ;6  
    实际生产出来的是怎么样的? x>i =  
    B4OFhtYE  
    记得版主是做过灯杯的 ml~ )7J  
    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 Vl7V?`_4  
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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 #1>c)_H  
    然后运用配光曲线设置 xqVIw!J?/}  
    配光曲线跟你的稍微有差别 ;;17 #T2  
    L{1PCs36c  
    ~RM_c  
    得到的照度分布: :EC[YAK+D  
    ][Cg8  
    JOq&(AZe  
    O ~bzTn  
    我的理解是, LZpqv~av  
    实际情况下,LED芯片是lambertian的光源, o 3 G*   
    加上透镜后形成不同的配光曲线 ,|R\ Z,s  
    3}?]G8iL?L  
    但是,不考虑透镜, LwCf}4u"  
    对于简化LED模拟,如何设置与事实最相符? 1`&"U[{  
    将LED芯片表面进行设置? ,3ivB8  
    透镜表面设置? ^X?3e1om  
    s4\_%je<v  
    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  : .~dNzonq  

    你的透镜有没有定义? 4brKAqg.  
    你是做灯杯的么? ?Q%X,!~ \:  
    实际生产出来的是怎么样的? S U$U  
    .......
    m'.y,@^B  
    i"o %Gc  
    &C=[D_h  
    我的芯片所采用的发光分布,就是上面提供的那个表格,实际测量的~ :NPnwX8w  
    hUGP3ExC*  
    后来,透镜又用了 折射率1.4的PMMA,当然这样的方法我认为不对,但是加了透镜以后光分布变化很小。 jLG Q^v"  
    2^$Ha|  
    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。 {]6Pd`-  
    yd4\%%]  
    s xp>9&  
    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
    在线optics
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    只看该作者 5楼 发表于: 2007-05-04
    不错  K/Qo~  
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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: 5:sk&0:@U  
    1.楼主在设计没有考虑反光杯的 出射口径是为什么? 2=/,9ka~  
    这样的Axis  tilt会不会偏大? KrDG  
    2.对于反光杯体的长度楼主是如何确定的?能否探讨下? H%z9VJ*!0  
    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 K~ob]I<GiB  
    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: Qt`;+N(  
    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 Ods/1 KW  
    ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ Yg kd1uI.  
    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 >j$y@"+  
    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。 wX Kg^%t\  
    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。 B9h'}460H  
    ———————————————————————————————————————————————— e=u?-8  
    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: rMEM$1vPU  
    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....