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[基础教程] ZEMAX中LED准直透镜的优化-实现方形光斑(二) - 序列转为...

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发表于 2019-5-19 22:35:27 | 显示全部楼层 |阅读模式
将优化好的系统直接转换为纯非序列模式:



我们将只看到一个单一非球面透镜,将透镜的Edge1和Edge2设置为11作为透镜压边:




接下来需要完善非序列系统,作为LED光源,首先我们需创建LED的发光形式。我们可以使用导入的IES光源模式,也可以近似创建LED发光模型。通常白光LED都是芯片表面覆盖黄色荧光粉,靠蓝色激光激发黄色荧光混合产生白光。由于荧光表面特性为朗伯散射,因此我们可以使用ZEMAX非序列的朗伯散射模型来模拟这样的芯片。同样,如果LED一次配光后的发光角度较小,如90度或更小,则可以使用高斯散射模型来近似模拟。方法如下:
以下与原网站教程有出入,2017版本zemax从序列转化为非序列之后,会自带光源与探测器,可以删掉,也可以直接在原来光源和探测器上修改参数:
在紧挨光源之后放置一个矩形散射片代替实际芯片,通过散射形成LED发光形式:
打开L3n图,右键打开设置窗口,勾选散射标签:
对光源局部放大可以看到近似LED的发光特性:
对之前转化为非序列之后生成的探测器修改如下:
在距离光源1米的位置添加矩形探测器Detector Rect,设置大小为70*70,像素为100*100,将光源输出光线修改为500条:
  
点击Dcl进行光线追迹,勾选散射选项:
在阴影模型图上可看到探测器的光斑形状及均匀性:
点击Dvr打开探测器查看,显示反灰色,平滑3(平滑不宜太大),可以看到一个方形且非常均匀的光斑。这就是使用透镜对LED光束准直以后的远场光斑形状,从成像的角度解释,LED芯片位于透镜的物方焦点处,则通过透镜成像后,芯片将被投影在无穷远处。所以我们在远距离处便看到了方形光斑:
方形光斑的照度曲线如下,接近平顶状态,可见准直后的光斑均匀性非常好:
上图中我们看到,探测到的Total Power为0.4765W,也就是在不考虑透镜表面菲涅尔反射及透镜内部吸收的情况下,最佳效率才47%,如果我们光线追迹时考虑偏振和分光,则效率只有42%,可见此准直透镜效率并不太理想。通常为了提高准直光的效率,可以采取几种措施:加大透镜口径,缩短透镜与光源的距离,使用发光角度小的LED,设计带有反光罩的透镜即CPC透镜。一般在LED透镜中常使用发光角度较小的LED光源提高光效。
由于本系统已经具有较高的准直性,我们的准直透镜目前不需手动修整,当然,由于我们在序列优化中使用的是点光源代替实际的LED,LED芯片尺寸并未考虑进去,所以在非序列模式下实际光源尺寸大小会引起部分的像差,导致发散角变大,所以系统还是可以进行微小调整。在之后的非序列优化中我们将向大家展示非序列的优化功能,获得更高的准直效果。  


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最佳新人活跃会员灌水之王论坛元老

发表于 2019-5-20 01:12:20 | 显示全部楼层
期待展示非序列优化步骤

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版主

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发表于 2019-5-20 16:58:11 | 显示全部楼层
6Kfire 发表于 2019-5-20 01:12
期待展示非序列优化步骤

一般都是在序列里面优化好了再放入非序列的。。。非序列里很多优化方式都没法用

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人在旅途

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发表于 2019-9-6 12:23:10 | 显示全部楼层
学习了,感谢楼主

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发表于 2019-9-20 20:24:43 | 显示全部楼层
我想知道   2017的照度曲线在哪里   ? ?找了半天没找到

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人海孤鸿

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发表于 2019-11-24 01:52:51 | 显示全部楼层
ZEMAX中LED准直透镜的优化 非序列學習

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人海孤鸿

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发表于 2020-1-17 13:43:56 | 显示全部楼层
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