| aking2008 |
2012-01-11 14:32 |
用ZEMAX设计简易LED准直镜 ]D&U}n 一. 初始解的构建 iA<'i8$P 1. 为了简单采用此透镜由三部分构成: /|8rVYSs A. 全反射部分, B. 折射部分,C.切除部分(这一部分在设计时也可以不考虑,可以在设计完成后再加入) @'A0Lq+# 6e S~* 图中光束分两个部分, 一部分为折射部分,另一部分为全反射部分, 可以看出,折射部分光束为三段,全反射部分光束分为四段,由于是平行光出射, 所以在优化时只要考虑第三段就可以了. '#C5m#v 初始数据: O!ilTMr 1) 几何体部分 a!EW[|[Q TIR部分是一个非球面透镜,中间部分是一个标准透镜(有曲率和圆锥系数),切除部分是一个圆柱体; z=TOGP( 注意中间的透镜部分的材料为空气,因为它相当于也是被切除掉的. 0|<9eD\I= g[*"LOw R.?PD$;_M 2) 光源部分 4jc?9(y% 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: on;>iKta9 steps=90 UhJ{MUH` incr=90/steps #max angle is 90 degree Cmp5or6d pi = 4*ATAN(1) T^F83Py< dr = pi/180 M0g=gmau startobj=4 YG /@=Z. For i,0,steps,1 c39j|/!;Y angle = i*incr \H9:%Tlp~4 oo=i+startobj MsZx 0] InsertObject 1,oo CG95ScrX SetNSCProperty 1,oo,0,0,"NSC_SRAY" # surface,object,code,face,value dz^b(q SetNSCProperty 1,oo,3,0,2 # source inside of object 2 lMH~J8U3 SetNSCPosition 1,oo,4,angle 7n?yf_je SetNSCParameter 1,oo,1,1 #layout rays =~"X/>' SetNSCParameter 1,oo,2,1 #analysis rays %ZcS"/gf tar = 0 S dN&%(ZE opr = i+1 6$0<&')Yb InsertMFO opr 3 yw$<lm setoperand opr, 11, "NSRA" 6#AEVRJKU@ setoperand opr, 3, oo # src# VR .t setoperand opr, 6, 3 # seg# SME9hS$4 setoperand opr, 9, 1 # weight #
E_S.. setoperand opr, 7, 5 # y coordinate *o38f>aJl setoperand opr, 8, tar # tar [?hvx} Next 9^9-\DG update ?68~ g<d, 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!! '9=b@SaAj ;aj;(Z.p) C\ joDAD 二. 优化 YQ.ci4.f 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. q7<d|s 初步优化的结果如下: Hq+QsplG LR{bNV[i 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! 4lWqQVx '6})L 三. 最终模型的建立和模拟 iE}] E 1) 布尔操作后的结果 SO.u0! -`DYDIr I`*5z;Q!%@ 2) 模拟, tjwnFqI 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 ?wv^X`Q*~ 3) 模拟结果: '`|j{mBhG A. 光斑 x.Egl4b3 0j;ZPqEf3 B. 发散角 R<Mc+{*> jpO0dtn3= 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. Y<u%J#'[
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