[讨论][抛砖引玉] 基于LED的CPC聚光模拟 [复制链接]

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。 1"e=Zqn$)  
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。 '|+_~ZO*d  
现在就要看这个想法和实际结果差异是什么。 <.AIVp  
B O"+m  
QoW3*1o  
xq]&XlA:ug  
反射面简化：（整个模拟采用单色光） &fTCY-W[  
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光源及其设定： *[jaI-~S  
$X{& KLM[  
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光源Lamber分布（实际模型）： 1HZexV  
Z86[sQBg  
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组合图： NT nn!k  
MRa>@Jn??A  
raytrace： ''(T3;^ +  
H#ihU3q  
实际光斑照度分布： A76=^iw  
6?`py}:  
V2bod=&Lc  
6D+9f{~r  
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）； 9fV57  
      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。 zL{KK9Or  
    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： U-Iwda8v  
$L&*0$[]Q  
F8k1fmM]Y  
光斑就是0.2M半径，比较准确 。 i.#s'm.9  
leiza?[  
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。 Di L@NU!$q  
&oR&NKk  
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。 =]"PSY7
p  
fL@[B{XMM  
疑惑： g,1\Gj%y  
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。

赞 [[)HPHSQ  
:8rqTBa`  
你的透镜有没有定义？ R` N-^x  
你是做灯杯的么？ 6dNo!$C^  
实际生产出来的是怎么样的？ } o=g)  
?>w%Lg{L}  
记得版主是做过灯杯的 Y/4B*>kl  
指点一下

不错 *l5/q\D  
分享经验~~~~顶

我把透镜外边缘设置为发光面 05w_/l+  
然后运用配光曲线设置 OpiN,>;  
配光曲线跟你的稍微有差别
9]|
cs  
uu'~[SZlL  
UD.$C  
得到的照度分布： zEa3a  
k/*r2 C  
o8Tt|Lxb$8  
RU@`+6j+  
我的理解是， oo<,hOv  
实际情况下，LED芯片是lambertian的光源， Id9hC<8$dq  
加上透镜后形成不同的配光曲线 %kyvtt  
$_NVy>\&  
但是，不考虑透镜， B1\}'g8%f  
对于简化LED模拟，如何设置与事实最相符？ %\CsP!  
将LED芯片表面进行设置？ O,hT< s "  
透镜表面设置？ hg |DpP  
N5o jXX!l%  
达人指教

引用第1楼shogun于2007-04-25 17:11发表的  : MQ7N8@!t  
赞
你的透镜有没有定义？ UBLr|e>dQE  
你是做灯杯的么？ nd
}[X[ay  
实际生产出来的是怎么样的？ 3)3?/y)_  
.......

}CIH1q3P  
">@]{e*  
i^f*Em1  
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~ k+t?EZ6L  
W9+H/T7!  
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。 p D-k<8|
 
j  Jt"=  
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。 {CdQ)|  
 LhKaqR{  
sIJl9  
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

不错  y(^t&tgjS  
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针对楼主的材料我有几点看法,想和大家探讨: ( f]@lNmx  
1.楼主在设计没有考虑反光杯的 出射口径是为什么? WVZ](D8Gc]  
这样的Axis  tilt会不会偏大? GBeWF-`B  
2.对于反光杯体的长度楼主是如何确定的?能否探讨下? X} {z7[  
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 X
\4d|VJ?m  
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: w.X MyHj  
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 xbqFek$
/r  
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ &X3G;x2;  
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 RD6n1Wb(@  
我的邮箱是:yizhiplay@163.com                            谢谢,希望高手指教.

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。 b!p
]\B!  
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。 JkShtLEr  
———————————————————————————————————————————————— DplS\}='s  
本人初进LED领域，发表愚见，望高手指教，谢谢！！

再请教斑主一个问题，望赐教： *O|_)G  
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？

好....