| aking2008 |
2012-01-11 14:32 |
用ZEMAX设计简易LED准直镜 Atdr|2
一. 初始解的构建 @(k}q3b<
1. 为了简单采用此透镜由三部分构成: "Q{)H8,E)x
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) 6xDYEvHS
6I5,PB
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. 2;!,:bFb
初始数据: iR_j
h=2{
1) 几何体部分 1=R6||8ws
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; c,wYXnJ_t
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. ~Bw)rf,
H]^hEQ3DT
7FQ&LF46
2) 光源部分 olHT* mr
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: 8mrB_B5
steps=90 @e`%'
incr=90/steps #max angle is 90 degree %9^^X6yLM
pi = 4*ATAN(1) E ISgc {s
dr = pi/180 8[PD`*w
startobj=4 CrvL[ 6i
For i,0,steps,1 f 1Az|h
angle = i*incr ~2HlAU))<&
oo=i+startobj /b|V=j}W
InsertObject 1,oo As5*)o"&
SetNSCProperty 1,oo,0,0,"NSC_SRAY" # surface,object,code,face,value <`PW4zSI
SetNSCProperty 1,oo,3,0,2 # source inside of object 2 4@qHS0$
SetNSCPosition 1,oo,4,angle &1!T@^56
SetNSCParameter 1,oo,1,1 #layout rays %ZKP d8
SetNSCParameter 1,oo,2,1 #analysis rays J*!_kg)>J
tar = 0 t9QnEP'
opr = i+1 bjR:5@"
InsertMFO opr ?KB+2]7m6
setoperand opr, 11, "NSRA" 6I<^wS 9j_
setoperand opr, 3, oo # src# SV?^ i `
setoperand opr, 6, 3 # seg# 9"g!J|+
setoperand opr, 9, 1 # weight p%ve1>c
setoperand opr, 7, 5 # y coordinate t.s;dlx[@
setoperand opr, 8, tar # tar ],W/IDv
Next Q>% {D n\?
update $2kZM4
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!! ~;QzV?%
0#/N ZO
f[XsnN2
二. 优化 Eq YBT
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. b Td94
初步优化的结果如下: 4WAs_~
xQ]^wT.Q
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! f|r +qe
/[FES 78p
三. 最终模型的建立和模拟 o9JZ -biH
1) 布尔操作后的结果 &OXWD]5$6
L7rEMq
RAs 5<US:
2) 模拟, D| g I3i
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 C4h4W3w
3) 模拟结果: >39\ u &)
A. 光斑 r.vezsH
P. >5`^
B. 发散角 66 Tx>c"H
O Bp&64
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. F<Y>
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