| aking2008 |
2012-01-11 14:32 |
用ZEMAX设计简易LED准直镜 rf-yUH]&S
一. 初始解的构建 &&m3E=K!^
1. 为了简单采用此透镜由三部分构成: PxgJ7d
A. 全反射部分, B. 折射部分,C.切除部分(这一部分在设计时也可以不考虑,可以在设计完成后再加入) 5@% .wb4
T\n6^@.>
图中光束分两个部分, 一部分为折射部分,另一部分为全反射部分, 可以看出,折射部分光束为三段,全反射部分光束分为四段,由于是平行光出射, 所以在优化时只要考虑第三段就可以了. WPkKb F
初始数据: 1cv~_j Fh
1) 几何体部分 'AX5V-t
TIR部分是一个非球面透镜,中间部分是一个标准透镜(有曲率和圆锥系数),切除部分是一个圆柱体; m3BL
注意中间的透镜部分的材料为空气,因为它相当于也是被切除掉的. l_/(J)|a
FLs$
@ J&korU
2) 光源部分 C+uW]]~I)
我们用SOURCE RAY做为光源, 这样可以NSRA来进行优化; 光源的生成与操作数的建立按如下的MACRO可以自动生成: *<W8j[?
steps=90 /zt M'
incr=90/steps #max angle is 90 degree _crhBp5@T3
pi = 4*ATAN(1) CxeW5qc
dr = pi/180 (T0M Wp 0
startobj=4 oWL_Hh%-f`
For i,0,steps,1 5LB{b]w7m
angle = i*incr
}mXYS|{
oo=i+startobj ?!&%-R6*
InsertObject 1,oo t+}w Tis
SetNSCProperty 1,oo,0,0,"NSC_SRAY" # surface,object,code,face,value Za U8e g7
SetNSCProperty 1,oo,3,0,2 # source inside of object 2 3PGAUQR#"q
SetNSCPosition 1,oo,4,angle ^l|b>z"0ao
SetNSCParameter 1,oo,1,1 #layout rays 6_4 B!
SetNSCParameter 1,oo,2,1 #analysis rays BH1h2OEe#
tar = 0 ,#UZp\zZ*
opr = i+1 RzjUrt
InsertMFO opr ?T2>juf]5~
setoperand opr, 11, "NSRA" l@Vv%w9H
setoperand opr, 3, oo # src# '"fJA/O
setoperand opr, 6, 3 # seg# itP`{[
setoperand opr, 9, 1 # weight gr SF}y!3
setoperand opr, 7, 5 # y coordinate !CWe1Dm
setoperand opr, 8, tar # tar q50F!yHC-
Next RC/ 3\ '
update s@ r{TXEn
我们每隔一度产生一条光线,最终的结果如下, 从图中可以看出,光线都不是平行的. 这里注意要调整参数保证所有光线都大概的按预期的方向会聚!! \O;2^
(_zlCH B
yLa@2 7T\A
二. 优化 s6 yvq#:
经过上面的准备工作,这时我们就可以优化了, 当然那几个物体的相对位置需要用PICKUP来约束, 这里不就详细说明了. cJ4My#w
初步优化的结果如下: u H[WlZ4
7Jn%XxHq
可以再调整一下透镜的口径, 再优化一次. 可以看出, 透镜的口径是在增加的, 并且其底部是一直往左移的. 最终会达到一个比较平衡的状态;到这里优化工作就已经完成了. 我们可以对这三个部分进行一个布尔操作得到我们想要的透镜! [6!k:-t+
S<nF>JRJa
三. 最终模型的建立和模拟 F!vrvlD` s
1) 布尔操作后的结果 \o> -L\`O
[b++bCH 3
yYCS-rF>
2) 模拟, ,!:c6F+
将所有的SOURCE RAY都删除, 我们用SOURCE RECTANGLE来代替LED, 大小取1*1, COSINE EXPONENT 取1.0来做为朗伯发光体, 把DECTOR 设置到1010MM处, 模拟1M处的光斑, DETECTOR的大小设为500*500 @;/Pl>$|'G
3) 模拟结果: >XgoN\w
A. 光斑 LqWiw24#
hG1$ YE
B. 发散角 FZ- Wgh
0z
qed _ PsI
以上是一个简单的准直镜的构建. 采用ZEAMX的优化算法结果特定的建模完成该设计, 当然还可能存在诸多不足之处,但此思路可供参考. 也可以设计相似的透镜或变型. fb q$:Q44
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