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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。 QO8/?^d  
    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。 q~qig,$Y  
    现在就要看这个想法和实际结果差异是什么。 M`(xAVl  
    =c|Bu^(Ctw  
    bnlL-]]9z  
    ` F)Iv:;y,  
    反射面简化:(整个模拟采用单色光) IAfYlS#<yD  
    fqcyCu7Ep  
    YXvKDw'95  
    光源及其设定: KksbhN{AB  
    \sk,3b-&'  
    ]C!u~A\jq  
    光源Lamber分布(实际模型): Ac|`5'/Tx  
    '&"7(8E} *  
    og>f1NwS[  
    组合图: VAq:q8(K  
    Ct B> s7  
    raytrace: !o`al` q'  
    :A[ Gtc(_  
    实际光斑照度分布: sIy  LW  
    O @w=  
    As"'KR  
    Qwb@3{  
    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); z >pq<}R6  
          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。 lB-Njr  
        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: {vaq,2_w  
    LE7o[<>  
    a@%FwfIu  
    光斑就是0.2M半径,比较准确 。 9qw~]W~Nm  
    >6@UjGj54  
    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。 KmMt:^9  
    G",+jR]  
    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。 }\1V;T  
    U8moVj8w1  
    疑惑: R8ZW1  
    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
    T,k`WR  
    w@hm>6j  
    你的透镜有没有定义? `2GHB@S"k  
    你是做灯杯的么? *`|F?wF  
    实际生产出来的是怎么样的? 0'a.Ypf  
    b8>r UGA{  
    记得版主是做过灯杯的 s$mcIMqs  
    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 l,L#y 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 8 Ys DE_  
    然后运用配光曲线设置 ESft:3xyw  
    配光曲线跟你的稍微有差别 7NE"+EP\{2  
    JT#jJ/^  
    'WUd7  
    得到的照度分布: ~A(fn:d  
    TDq(%IW  
    n3 -5`Jti  
    M<4~ewWJ  
    我的理解是, y}Oc^Fc  
    实际情况下,LED芯片是lambertian的光源, ?I6!m~  
    加上透镜后形成不同的配光曲线 V'K1kYb  
    .Ce30VE-  
    但是,不考虑透镜, CI{? Kb  
    对于简化LED模拟,如何设置与事实最相符? vlY83mU.  
    将LED芯片表面进行设置? j|c  
    透镜表面设置? &A)AV<=>T  
    8GgZAu'X  
    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  : $FXlH;_7  

    你的透镜有没有定义? HueGARS  
    你是做灯杯的么? i[L5,%5<H  
    实际生产出来的是怎么样的? cip5 -Z@8  
    .......
    4~<78r5m  
    ^m pWQ`R  
    +)$oy]  
    我的芯片所采用的发光分布,就是上面提供的那个表格,实际测量的~ &Z'3n9zl  
    7W[+e&  
    后来,透镜又用了 折射率1.4的PMMA,当然这样的方法我认为不对,但是加了透镜以后光分布变化很小。  qHVZsZ  
    e7tp4M9!%  
    正如我前面讲的,如果我要把LED光源看为一个面,那么现在我就用与透镜底面同等面积圆板做发光表面~~然后该发光面采取实际测量的LED分布数据,近似Lamber但不标准了~~其结果就是我第二个模拟图。 pY.R?\  
    +;,65j+n   
    .Nk'yow  
    现在手头上有一些灯杯的活在做,尝试一些不同的方法~这个CPC还没有做手板。我现在最困难的是确保镀层精度,常常发生因为镀层太差以至于光斑出现意外~~~经验还不足啦
    离线optics
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    只看该作者 5楼 发表于: 2007-05-04
    不错  -A]-o  
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    离线yajunsoos
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    只看该作者 6楼 发表于: 2008-03-14
    针对楼主的材料我有几点看法,想和大家探讨: QJ\+u  
    1.楼主在设计没有考虑反光杯的 出射口径是为什么? e@h (Zwp  
    这样的Axis  tilt会不会偏大? M "\Iw'5$  
    2.对于反光杯体的长度楼主是如何确定的?能否探讨下? PQj'D <G  
    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 l4bL N  
    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: Llf#g#T  
    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 ;{lb_du2:  
    ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ "LNLM  
    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 \X2r?   
    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。 b($9gre>mI  
    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。 !tzk7D  
    ———————————————————————————————————————————————— lFtH;h,==v  
    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: )DGJr/)  
    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....