[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。 4g"%?xN  
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。 6Iqy"MQuq  
现在就要看这个想法和实际结果差异是什么。 &
y}7AV  
pY@QR?F\  

描述:CPC设定如下：

图片:Shere_cpc_setting.jpg

Scx!h.\5  
uDP:kM  
反射面简化：（整个模拟采用单色光） aopZ-^  

图片:Shere_cpc_reflective_setting.jpg

SAdE9L =d  
I`_I^C3  
光源及其设定： 1C8xJ6F  

图片:Share_Source.jpg

.}/8]  
W2#
<]]-  
光源Lamber分布（实际模型）： w;gk=<_  

图片:Share_Source_dis.jpg

`!/[9Y#Hp  
~1%*w*  
组合图： ]c~yMA+]FZ  

图片:Share_combine.jpg

$TmEVC^0  
raytrace： v@soS1V!  
D>[Sib/@  
实际光斑照度分布： O7Jux-E1C  

2t9UJu4  

图片:Share_IlluminanceMap.jpg

4hy-M>!D|  
5, ,~k=  
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）； S)rr  
      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。 CYLab5A  
    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： P,ueLG=  

图片:planeMap.jpg

)gEE7Ex?  
dI ,A;.  
光斑就是0.2M半径，比较准确 。 Ai1"UYk\\Y  
 ce9P-}d  
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。 T2MC`s|`  
tkT,M,]?9  
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。 y\Aa;pL)RQ  
2+rT .GFc  
疑惑： v*?8:>:}  
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 PGJh>[s  
Q;$k?G=l  
你的透镜有没有定义？ J:N(U0U  
你是做灯杯的么？ =G:Krc8w@  
实际生产出来的是怎么样的？ N!(mM;1X)  
G0UaE1n  
记得版主是做过灯杯的 6}TunR  
指点一下

不错 tTy!o=  
分享经验~~~~顶

我把透镜外边缘设置为发光面 "U
}kp#)  
然后运用配光曲线设置 xsH1)  
配光曲线跟你的稍微有差别 =P(*j7=  

图片:22.JPG

|{N{VK  
j}^w:W76  
得到的照度分布： XRV]u|w=g  
axnlI*!  

图片:11.JPG

zV&l^.  
l{[@Ahb}?  
我的理解是， \V>5)Rn  
实际情况下，LED芯片是lambertian的光源， = QBvU)Ki  
加上透镜后形成不同的配光曲线 OXEEpoU?V  
p3M!H2W  
但是，不考虑透镜， ;M3%t=KV  
对于简化LED模拟，如何设置与事实最相符？ %zcA|SefP  
将LED芯片表面进行设置？ cyCh^- <l@  
透镜表面设置？ h$02#(RHJ  
izl6L  
达人指教

引用第1楼shogun于2007-04-25 17:11发表的  : 2z-Nw <bA  
赞
你的透镜有没有定义？ 4LTm&+(5  
你是做灯杯的么？ d>p' A_  
实际生产出来的是怎么样的？ m]n2wmE3n  
.......

,:t,$A  
^^b'tP1>  
~Gfytn9x.;  
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~ 1B;2 ~2X  
eh9?GUr5  
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。 ^\}qq>_  
*`H*@2  
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。 '[#y|  
NxHUOPAJc  
vG
_R( ]d  
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  z8X7Y >+SA  
分享经验~~~~顶

针对楼主的材料我有几点看法,想和大家探讨: 3'z$@;Ev+  
1.楼主在设计没有考虑反光杯的 出射口径是为什么? $'V^_|EL7  
这样的Axis  tilt会不会偏大? HA0!>_I dC  
2.对于反光杯体的长度楼主是如何确定的?能否探讨下? yI^Yh{  
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 Al^tM0T^  
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: c]M+|R5  
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 ({E,}x  
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ > Z+*tq  
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 64u(X
^i  
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。 _x.2&S89  
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。 NZ1B#PG,c  
———————————————————————————————————————————————— ZN}`A
7  
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： WR #XPbk  
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....