[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。 L1YiXJ,T,  
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。 ^2-t|E=  
现在就要看这个想法和实际结果差异是什么。 y]b&3&  
!
,&{1p  

描述:CPC设定如下：

图片:Shere_cpc_setting.jpg

v5dLjy5
 
H/N4tWk"  
反射面简化：（整个模拟采用单色光） ^]ig*oS\`  

图片:Shere_cpc_reflective_setting.jpg

SCo;Ek  
2tI,`pSU  
光源及其设定： K| '`w.  

图片:Share_Source.jpg

#MAXH7[  
?OF9{$m3?  
光源Lamber分布（实际模型）：
,WQg.neOA  

图片:Share_Source_dis.jpg

WWG+0jQ9  
eq,`T;  
组合图： h"t\x}8qq  

图片:Share_combine.jpg

oxXCf%!  
raytrace： QZv}\C-c  
(qdvvu#E  
实际光斑照度分布： @23~)uiZa  
Lf+"Gp  

图片:Share_IlluminanceMap.jpg

*:V+whBY  
MkX=34oc^  
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）； !8OgaMngzF  
      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。 M*2 Nq=3  
    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： SaSj9\o  

图片:planeMap.jpg

TeNPuY~WP  
tZan1C%p>  
光斑就是0.2M半径，比较准确 。 R(p3*t&n
 
&l?AC%a5  
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。 M$U
Zn  
a9y+FCA  
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。 tQ(4UHqa~  
B/Z-Cpz]  
疑惑： IQeiT[TF  
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 il% u)NN  
uF+0nv+  
你的透镜有没有定义？ Dvm[W),(k  
你是做灯杯的么？ 8p_6RvG  
实际生产出来的是怎么样的？ Ui.S)\B  
sW@_' Lw  
记得版主是做过灯杯的 lRR A2Kql  
指点一下

不错 VS@e[,  
分享经验~~~~顶

我把透镜外边缘设置为发光面 )FNn  
然后运用配光曲线设置  TD%&9$F  
配光曲线跟你的稍微有差别 HLOrDlj7  

图片:22.JPG

hQ'W7EF  
Vl;zd=  
得到的照度分布： d::9,~  

ja9=b?]0,  

图片:11.JPG

ln+.=U6Tm  
V0BT./ B\<  
我的理解是， p]ujip  
实际情况下，LED芯片是lambertian的光源， iI`
vu  
加上透镜后形成不同的配光曲线 U!NuiKaQ26  
e9HL)=YP  
但是，不考虑透镜， No)0|C8:  
对于简化LED模拟，如何设置与事实最相符？ XRO(p`OE-  
将LED芯片表面进行设置？ *@p"  
透镜表面设置？ %}e['d h  
>lKu[nq;  
达人指教

引用第1楼shogun于2007-04-25 17:11发表的  : dW%t
ph  
赞
你的透镜有没有定义？ r{^43
g?  
你是做灯杯的么？ ?'Hd0)yZ  
实际生产出来的是怎么样的？ yvj/u c  
.......

]J'TebP=L5  
IdN3Ea]  
rJkJ/9s  
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~ a#"orc j  
}oA>0Nw$K  
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。 Jw8?o/1D@  
f)j*P<V  
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。 Er%&y  
Lc5zu7ncg  
IycZ\^5*-  
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  e}1Q+h\  
分享经验~~~~顶

针对楼主的材料我有几点看法,想和大家探讨: HzGwO^tbK  
1.楼主在设计没有考虑反光杯的 出射口径是为什么? M,_ $s,  
这样的Axis  tilt会不会偏大? qWheoyAB  
2.对于反光杯体的长度楼主是如何确定的?能否探讨下? sFz0:SqhE  
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 cVW7I  
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: e O\72? K  
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 NOQ^HEi  
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ B6 (\1  
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 9
GH5  
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。 (Of6Ij?  
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。 `^SRg_rH=`  
———————————————————————————————————————————————— l;_IH|A  
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： '-%1ILK$3r  
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....