zemax入门练习-1 如何设计一个指定发散角的LED准直镜

靖海

请版主多多指导，有结果也有问题。
1、按照发光区域大小，先进行了序列仿真，透镜的口径为6mm，按照下图参数进行公差分析(对目前加工水平不够了解)；
2、非序列：添加给定OSRAM光源，有一个问题，发光区域是整个圆形区域，与datasheet中发光区域0.3*0.3不符。

moonnight

靖海 发表于 2019-5-26 12:36
请版主多多指导，有结果也有问题。
1、按照发光区域大小，先进行了序列仿真，透镜的口径为6mm，按照下图参 ...

光源文件是由实际LED经过测量获得的，因此是从LED上表面窗口开始追迹的，但是这些光线是由发光面发出的。并不矛盾。你可以理解为光学文件的光学，在LED内部的部分没有显示出来

靖海

moonnight 发表于 2019-5-26 18:21
光源文件是由实际LED经过测量获得的，因此是从LED上表面窗口开始追迹的，但是这些光线是由发光面发出的。 ...

我在附件1.rar中给出了序列和非序列文件，您帮忙看看问题，指导一下

moonnight

靖海 发表于 2019-5-26 18:32
我在附件1.rar中给出了序列和非序列文件，您帮忙看看问题，指导一下

看了，序列设计没有太大问题，就是评价函数自己写的几个吧，其实默认评价函数+焦距就够了，不过本质上没有问题。非序列问题比较大，LED的光学模型和我说的一样，是实际测的，原点是LED的底部，因此，这个光源是有高度的，你直接按照后截距距离把透镜放进去，对焦的是LED的焊盘而不是发光面，需要微调对焦。

moonnight

靖海 发表于 2019-5-26 18:32
我在附件1.rar中给出了序列和非序列文件，您帮忙看看问题，指导一下

好好对焦，然后把探测器放远点，看光斑大小，然后actan(光斑大小/探测器距离)，你就知道实际发散角和设计值的差别了。以及光源你设置的是1W，接收器上远处只有6%，能量利用率很低，这是什么原因造成的，你也可以自己想一想。

leiniao1992

重新算了一下之前错误的地方，另外非序列对焦有没有什么技巧，每次改一个距离就要追迹一次感觉有点碰运气。

moonnight

leiniao1992 发表于 2019-5-26 21:51
重新算了一下之前错误的地方，另外非序列对焦有没有什么技巧，每次改一个距离就要追迹一次感觉有点碰运气。 ...

设计是按照斜对角尺寸设计的焦距吧，也可以。透镜太厚了，不好加工。。。直径12，厚度10，桶型。。。你虽然做了多波长，但是你手动加入的评价函数只用来波长1。。。除了以上问题，设计还行
非序列也没啥问题。至于对焦，其实发光面在LED内部的高度你是查得到的，也就是这个高度+后截距，你是能知道透镜的位置的。非序列如果自动对焦，要么宏编程，要么外部程序联立zemax自己写算法

leiniao1992

moonnight 发表于 2019-5-27 11:35
设计是按照斜对角尺寸设计的焦距吧，也可以。透镜太厚了，不好加工。。。直径12，厚度10，桶型。。。你虽 ...

可能是我厚度放的太开了吧，刚开始优化的时候感觉这个4到5的厚度优化下不去，放开了，就再也回不去了。。我也是觉得太厚了，不知道分两片会不会好点，但是这样违背初衷了。

靖海

moonnight 发表于 2019-5-26 19:03
好好对焦，然后把探测器放远点，看光斑大小，然后actan(光斑大小/探测器距离)，你就知道实际发散角和设计 ...

谢谢指点。1、能量利用率只有6%，我想了下，有两个原因，一是非球面的参数设置有问题；二是透镜的口径较小，离光源较远，在新的结构里增大了口径，缩短距离，但序列模式的成像质量一般。

2、非序列对焦问题：看了LED的说明书，给出了全局坐标原点的位置(底部)，发光面的坐标(z=1.763)，对焦时将后焦距+1.763，但还需要进行微调。
3、实际发散角：光斑尺寸以1/e^2最大强度为标准(不知是否正确)，这样算出光斑尺寸160*2，发散角3.66°。
下面是两个仿真文件，请版主和大家多多指教。

moonnight

靖海 发表于 2019-5-28 18:30
谢谢指点。1、能量利用率只有6%，我想了下，有两个原因，一是非球面的参数设置有问题；二是透镜的口径较 ...

基本OK啦，这就是一个简单的LED准直透镜~