| aking2008 |
2012-01-11 14:32 |
用ZEMAX设计简易LED准直镜 bm_'giQ:
一. 初始解的构建 wh@;$s"B
1. 为了简单采用此透镜由三部分构成: J!,<NlP0K
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) C-abc +/
$5`P~Q'U
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. uMToVk`Uv
初始数据: s1xl*lKX%
1) 几何体部分 E1'HdOh&z
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; y pv ~F
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. 4jl Uy AD
2R2ws.}
0[JJ
2) 光源部分 {]/}3 t
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: {f \/2k3
steps=90 *eAsA(;
incr=90/steps #max angle is 90 degree <T[ wZ [l
pi = 4*ATAN(1) 1>1&NQ#}
dr = pi/180 25RFi24>D
startobj=4 B`x rdtW
For i,0,steps,1 Quy& CV{@
angle = i*incr :O}= $[
oo=i+startobj l.c*, 9
InsertObject 1,oo )B 86
SetNSCProperty 1,oo,0,0,"NSC_SRAY" # surface,object,code,face,value m?]X NgT
SetNSCProperty 1,oo,3,0,2 # source inside of object 2 =1noT)gC R
SetNSCPosition 1,oo,4,angle VFj}{Y
SetNSCParameter 1,oo,1,1 #layout rays _H9.A I
SetNSCParameter 1,oo,2,1 #analysis rays /*)zQ?N
tar = 0 -s5j^U{h|
opr = i+1 J|-X?V;ZW
InsertMFO opr *"\QR>n
setoperand opr, 11, "NSRA" : nZVP_d+
setoperand opr, 3, oo # src# EIqe|a+
setoperand opr, 6, 3 # seg# Tji G!W8
setoperand opr, 9, 1 # weight !=7 (3< ?
setoperand opr, 7, 5 # y coordinate zrqQcnx9(m
setoperand opr, 8, tar # tar fz[o ;G Tc
Next ' XJ>;",[
update u]K&H&Ax T
我们每隔一度产生一条光线,最终的结果如下, 从图中可以看出,光线都不是平行的. 这里注意要调整参数保证所有光线都大概的按预期的方向会聚!! U_t[J |
x{ _:B
DY
{k4)f ad\
二. 优化
{Jf["Z
经过上面的准备工作,这时我们就可以优化了, 当然那几个物体的相对位置需要用PICKUP来约束, 这里不就详细说明了. +ML4.$lc^
初步优化的结果如下: )YE3n-~7{
(7l'e=J0
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! cI~uI '
s 9R#rwIc
三. 最终模型的建立和模拟 "]1 !<M6\i
1) 布尔操作后的结果 -? _#Yttu
&\8qN_`
7>#?- , B
2) 模拟, {t<E*5N]a
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 By& T59
3) 模拟结果: }^!8I7J.
A. 光斑 F x ek#
u^HC1r|%
B. 发散角 S{HAFrkm7
#|<\q* <
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. 5bKBVkJ'
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