| aking2008 |
2012-01-11 14:32 |
用ZEMAX设计简易LED准直镜 ,D~C40f
一. 初始解的构建 q=|>r
n_
1. 为了简单采用此透镜由三部分构成: tS`fG;
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) ~f ){`ZJc
[}d
3 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. 0} HKmEM
初始数据: spn 1J i
1) 几何体部分 b ~v
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; 875V{fvPBU
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. 3Jk; +<
PZH]9[H
,/JrQWgD
2) 光源部分 K+Eh j(e F
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: 7uxy<#Ar
steps=90 P1H`N OC
incr=90/steps #max angle is 90 degree $NJi]g|<3
pi = 4*ATAN(1) R-hqaEB
dr = pi/180 t</Kel|D
startobj=4 &*L:4By)]
For i,0,steps,1
:S?'6lOc(
angle = i*incr bx Eb2D
oo=i+startobj t~X wF(";
InsertObject 1,oo g8}/Ln*W'
SetNSCProperty 1,oo,0,0,"NSC_SRAY" # surface,object,code,face,value ^vo^W:
SetNSCProperty 1,oo,3,0,2 # source inside of object 2 8p t;''
SetNSCPosition 1,oo,4,angle Jp_{PR:&
SetNSCParameter 1,oo,1,1 #layout rays {"'W!WT b
SetNSCParameter 1,oo,2,1 #analysis rays $5cLhi"`
tar = 0 Q_LPLmM
opr = i+1 AUxLch+"5K
InsertMFO opr 3}n=o d=
setoperand opr, 11, "NSRA" c?b?x
6 2
setoperand opr, 3, oo # src# ,Ea.t s>
setoperand opr, 6, 3 # seg# "YHe]R>3s
setoperand opr, 9, 1 # weight -4Y}Y5 9\
setoperand opr, 7, 5 # y coordinate ma?569Z8~0
setoperand opr, 8, tar # tar )N`ia%p_]
Next -Qqb/y
update #.a4}ya19
我们每隔一度产生一条光线,最终的结果如下, 从图中可以看出,光线都不是平行的. 这里注意要调整参数保证所有光线都大概的按预期的方向会聚!! 6$ @Pk<w
b
3D:w{l
<}N0 y*m
二. 优化 A
CJmy2
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. QBY7ZT05Gt
初步优化的结果如下: 18V*Cu
)v8;\1`s:
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! p !U#53
BP*gnXj
三. 最终模型的建立和模拟 e +4p__TmZ
1) 布尔操作后的结果 @5Ril9J[b
Hfm4
g|e^}voRM
2) 模拟, DQH _@-q
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 u\&oiwSIP
3) 模拟结果: $* 8c 0.{U
A. 光斑 lb`P9mbr+
sVaWg?=qs'
B. 发散角 (!DH'2I[
fC]+C(*d
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. 24 1YJ
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