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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。 M:f=JuAx  
    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。 * %BI*p  
    现在就要看这个想法和实际结果差异是什么。 uL AXN  
    9?,.zc^  
    yyDBW`V((  
    Q8:ocEhR  
    反射面简化:(整个模拟采用单色光) ]arskmB]  
    4ux5G`oL  
    }Cg~::,"  
    光源及其设定: agD.J)v\  
    +Z]%@"S?  
     kovzB]  
    光源Lamber分布(实际模型): a/#,Y<kJ  
    N,$o' \l  
    `:O.g9  
    组合图: ,^C;1ph  
    RyD$4jk+T"  
    raytrace: P?7b,a95O  
    +N_%|!F-c  
    实际光斑照度分布: H;&t"Ql.  
    e1Hx"7ew_  
    0+i,,^x.  
    !S{<Xc'wv  
    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); XjU;oh4:.  
          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。 1zW6Pb  
        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: S,%HW87  
    ~C x2Q4E  
    qNL~m'  
    光斑就是0.2M半径,比较准确 。 !,"G/}'^;  
    5 Vqvb|  
    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。 s$6#3%h  
    _,~zy9{,  
    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。 bf(&N-"A  
    HArYL} l  
    疑惑: KIJ[ cIw  
    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
    }JsdgO&z  
    rg~CF<  
    你的透镜有没有定义? Qrh9JFqdG6  
    你是做灯杯的么? DM95Il[/  
    实际生产出来的是怎么样的? u'p J 9>sC  
    -C+vmY*@  
    记得版主是做过灯杯的 kz^G.5n   
    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 }UrtDXhA  
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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 G\Me%{b#  
    然后运用配光曲线设置 r2G<::<zL  
    配光曲线跟你的稍微有差别 #lO;G k{  
    'Khq!pC   
    D1f=f88/}  
    得到的照度分布: 0`W~2ai  
    )~`zjVx_  
    NQAnvX;  
    =T$E lXwJ  
    我的理解是, F!xK#~e   
    实际情况下,LED芯片是lambertian的光源, 181P;R=}<  
    加上透镜后形成不同的配光曲线 t]x HM  
    ;Y"J j  
    但是,不考虑透镜, J.<m@\U  
    对于简化LED模拟,如何设置与事实最相符? (\}IOCNS  
    将LED芯片表面进行设置? /a q%l]hQ@  
    透镜表面设置? Bg`b*(Q  
    ,w6?} N  
    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  : d1,azM  

    你的透镜有没有定义? [)*fN|Hy  
    你是做灯杯的么? }$7Hf+G  
    实际生产出来的是怎么样的? ]8mBFr5E9  
    .......
    F :u}7t>  
    :>,d$f^tqE  
    xpV8_Gz;  
    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~ 9orza<#  
    @1>83-p"X  
    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。 }{lOsZA  
    JK1b 68n  
    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。 MVdE7P  
    o6qQ zk  
    m:h]nm  
    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  bDr'W   
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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: NoPM!.RU{  
    1.楼主在设计没有考虑反光杯的 出射口径是为什么? $mpfr#!&3o  
    这样的Axis  tilt会不会偏大? UboOIx5:  
    2.对于反光杯体的长度楼主是如何确定的?能否探讨下? $H_4Y-xOi  
    3.对于LED,找一款仔细研究下,它的外部是块晶体状物质,漫射体类物质 @]cpPW-b  
    发光真正位置是其下面的块状部分;在Trancepro中我曾对LED光源多种类型模拟: n%ld*EgY  
    点光源,一般性球面光源以及雷同楼主式的面光源,,,,最终其配光曲线更加接近楼主所示的 D$j`+`  
    ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ "U yw7  
    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 <H$CCo  
    我的邮箱是:yizhiplay@163.com                            谢谢,希望高手指教.
    离线xiyin0825
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    只看该作者 7楼 发表于: 2008-05-30
    1. 我覺得把LED看成一個發光面,尺寸为透镜大小,配光用远场的配光分布,比较准确,因为以芯片为光源,配光哪怕为理想的lembertian分布,你模拟的LED透镜和真实的LED封装系统还是有差异的,所以打到CPC上的光线走向与真实是有差异的,这正是版主为什么第一次模拟出来的结果不是很准确的原因。 M>0~Ek%3  
    2. 至于发光面的位置位于何处,我觉得应该从LED配光测试时候的原点定位入手,如果给出的配光是为LED的基座作为原点测试的,仿真是发光面的位置就应该是LED基座的位置,如果配光测试以透镜作为原点的,发光面的位置就应该是LED透镜的位置。 Q(%uDUg%  
    ———————————————————————————————————————————————— hI?<F^b  
    本人初进LED领域,发表愚见,望高手指教,谢谢!!
    离线xiyin0825
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    只看该作者 8楼 发表于: 2008-05-30
    再请教斑主一个问题,望赐教: b#$:XS  
    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....