| aking2008 |
2012-01-11 14:32 |
用ZEMAX设计简易LED准直镜 6ABK)m-y
一. 初始解的构建 (n*:LS=0
1. 为了简单采用此透镜由三部分构成: E(PBV
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) ?PT> V,&
GcdJf/k
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. @GF B{ ;=
初始数据: z6Ob X
1) 几何体部分 _ 2!8,M X
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; O9sEaVX
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. w]0@V}}u$o
">oySo.B?
7pyzPc#_
2) 光源部分 _?I{>:!|
我们用SOURCE RAY做为光源, 这样可以NSRA来进行优化; 光源的生成与操作数的建立按如下的MACRO可以自动生成: x)~i`$
steps=90 hWT
jN
incr=90/steps #max angle is 90 degree C_Ewu*T7
pi = 4*ATAN(1) r0 XEB,}
dr = pi/180 ?Afe }
startobj=4 "=djo+ y
For i,0,steps,1 Y &C b
angle = i*incr y?<K N0j
oo=i+startobj -fq
InsertObject 1,oo N*o{BboK;
SetNSCProperty 1,oo,0,0,"NSC_SRAY" # surface,object,code,face,value XM rk2]_
SetNSCProperty 1,oo,3,0,2 # source inside of object 2 ]4l2jY
SetNSCPosition 1,oo,4,angle 5 #K*75>
SetNSCParameter 1,oo,1,1 #layout rays f+h\RE=BGt
SetNSCParameter 1,oo,2,1 #analysis rays R~\R>\
tar = 0 q!$s<n
opr = i+1 C^J<qq &
InsertMFO opr [.gk{> #
setoperand opr, 11, "NSRA" 0gd`W{YP
setoperand opr, 3, oo # src# W [ l
setoperand opr, 6, 3 # seg# 6 c_#"4
setoperand opr, 9, 1 # weight #-0e0
setoperand opr, 7, 5 # y coordinate Bf ut mI
setoperand opr, 8, tar # tar e4S@ J/D
Next DrK]U}3fh"
update V}jGxt0
我们每隔一度产生一条光线,最终的结果如下, 从图中可以看出,光线都不是平行的. 这里注意要调整参数保证所有光线都大概的按预期的方向会聚!! >JpBX+]5m
R}nvSerVb
n{tc{LII/
二. 优化 DrJ?bG;[
经过上面的准备工作,这时我们就可以优化了, 当然那几个物体的相对位置需要用PICKUP来约束, 这里不就详细说明了. xf YKUOp /
初步优化的结果如下: 7v5]% %E/
QAs)z l0
可以再调整一下透镜的口径, 再优化一次. 可以看出, 透镜的口径是在增加的, 并且其底部是一直往左移的. 最终会达到一个比较平衡的状态;到这里优化工作就已经完成了. 我们可以对这三个部分进行一个布尔操作得到我们想要的透镜! =zk N63S
}`uyOgGg*
三. 最终模型的建立和模拟 d?zSwLsl
1) 布尔操作后的结果 mY"7/dw<v
C[J9 =!t
d GUP|O
2) 模拟, e?>
将所有的SOURCE RAY都删除, 我们用SOURCE RECTANGLE来代替LED, 大小取1*1, COSINE EXPONENT 取1.0来做为朗伯发光体, 把DECTOR 设置到1010MM处, 模拟1M处的光斑, DETECTOR的大小设为500*500 gv*b`cl
3) 模拟结果: 3~> -A=
A. 光斑 j 4$nr=d.6
8 v/H;65
B. 发散角 $ L*gtZ
\<7Bx[/D4
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.
r h*F
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