用ZEMAX實(shí)現(xiàn)對光源地仿真

1、合用標(biāo)準(zhǔn)文案用ZEMAX實(shí)現(xiàn)對光源的仿真要精確地模擬一個(gè)照明系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對光源的精確模擬是要點(diǎn)。這里談?wù)撊齻€(gè)問題：一、若是只知道相關(guān)的光源的簡單數(shù)據(jù)，怎樣模擬？二、若是已知關(guān)于光源的詳細(xì)數(shù)據(jù)，又怎樣模擬？三、怎樣模擬一個(gè)幾何形狀復(fù)雜的光源？下面從第一個(gè)問題開始談?wù)摚喝魞H知道光源的簡單數(shù)據(jù)，怎樣對光源進(jìn)行仿真？打開ZEMAX，將其切換到非序列模式：接下來，完成單位的設(shè)置，執(zhí)行systemgeneralunits相關(guān)光能及其計(jì)算的問題，要特別注意物理單位。本例中光照度單位采用勒克司。將缺省的非序列物的種類設(shè)為source_radial。在ZEMAX中，source_radial代表一個(gè)矩形或橢圓形平

2、面光源，它能向半球面空間內(nèi)發(fā)射光輝。在半球面內(nèi)，優(yōu)秀文檔合用標(biāo)準(zhǔn)文案光輝關(guān)于當(dāng)?shù)豘軸呈對稱分布，并且光輝的強(qiáng)度隨角度的分布屬立方樣條擬合。將nullobject定義為source_radial是將光源數(shù)據(jù)輸入到ZEMAX的最簡單直接的方式。右鍵單擊nullobject：以以下圖所示，是美國Lumileds(流明)公司的LED產(chǎn)品LXML-PWW1說明書中供應(yīng)的發(fā)光強(qiáng)度分布曲線。它呈顯然的余弦分布。依照上述曲線，我們可以構(gòu)造這樣出表2：表2LXML-PWW1的空間強(qiáng)度分布度相對強(qiáng)度(任意單位)010059910981596優(yōu)秀文檔合用標(biāo)準(zhǔn)文案209425903086358240744568506

3、35553604565387028752380168510905說明書上還注明，LXML-PWW1的直徑是6mm，典型輸出功率是120lumens。設(shè)layoutrays數(shù)量為30，analysisrays數(shù)量為10000000。將上述參數(shù)輸入到ZEMAX中：我們獲取光源的外形圖和灰度度：優(yōu)秀文檔合用標(biāo)準(zhǔn)文案顯然，發(fā)光強(qiáng)度的計(jì)算結(jié)果與說明書中給出的曲線切合得比較好。第二個(gè)問題，若是已知光源的詳細(xì)數(shù)據(jù)，怎樣對光源進(jìn)行仿真。有些LED制造商免費(fèi)供應(yīng)ZEMAXSourceFile格式、相關(guān)LED產(chǎn)品的詳細(xì)光學(xué)性能數(shù)據(jù)。目前已知的這方面的造商有Osram(歐司朗)和Lumileds公司。這是Lumil

4、eds公司的頁面，從中可很方便地下載到ZEMAX格式的光輝文件。優(yōu)秀文檔合用標(biāo)準(zhǔn)文案下載后，必然要將它以擴(kuò)展名.dat存到zemaxroot/objects文件夾內(nèi)。比方，下載到LXML-PWW1_5M_Z.dat這個(gè)文件后(它對應(yīng)的就是Lumileds公司的LED產(chǎn)品LXML-PWW1)，將它存到zemaxroot/objects文件夾內(nèi)，爾后運(yùn)行ZEMAX，建立一個(gè)非序列文件，將objecttype設(shè)為sourcefile:優(yōu)秀文檔合用標(biāo)準(zhǔn)文案ZEMAX中的sourcefile光源，其光輝坐標(biāo)、余弦和強(qiáng)度都是在由用戶供應(yīng)的文件中定義的，這一特色可以保證在ZEMAX中創(chuàng)辦由用戶定義的任意光源

5、。在commentcolumn，必定填入包括光輝數(shù)量的文件名。各參數(shù)的含義：Randomize?：若是設(shè)為0，將按文件中列出的序次對光輝做常態(tài)追跡；若是設(shè)為非零值，則每對文件讀一次，或NSC編寫器中sourceobject的相關(guān)參數(shù)每變化一次，光輝的序次就會(huì)被重新隨機(jī)化一次。但若是要對光輝做隨機(jī)化辦理，必定是在文件中的光輝數(shù)量等于或少于1,000,000這個(gè)前提下。若是光輝數(shù)量高出這個(gè)數(shù)，計(jì)算機(jī)的內(nèi)存就辦理不了了。Total(units)：該值只用作參照，是用文件中定義的光源單位給出的總功率。該是由ZEMAX自動(dòng)給出的，用戶不要去設(shè)定或改變它。每條光輝的實(shí)質(zhì)功率是由Power(units)項(xiàng)和

6、所追跡的光輝數(shù)量決定的。爾后給光源加一個(gè)DetectorRect探測器。對光源進(jìn)行追跡，獲取的光源的空間和角度特色以下：優(yōu)秀文檔合用標(biāo)準(zhǔn)文案由上述結(jié)果可見，由制造商供應(yīng)的rayfile所包括的信息要比單純的datesheet豐富，從中可以看出一些精確輔助構(gòu)造。第三，怎樣創(chuàng)辦幾何形狀復(fù)雜的光源。如上圖所示，是光源的mini模型，由10個(gè)部件組成。這個(gè)光源文件見zemaxroot/samples/non-sequential/sources/led_model.zmx。其編寫器以下圖：優(yōu)秀文檔合用標(biāo)準(zhǔn)文案這個(gè)光源內(nèi)部由幾個(gè)object組成，包括：1.LED片，即左圖中紅色部分2.電極絲，即右圖中紅

7、色部分可直接對這種光源模型做追跡，同時(shí)可將所產(chǎn)生的光輝存到光輝數(shù)據(jù)庫中。在光線數(shù)據(jù)庫viewer中(AnalysisDatabaseRayDatabaseViewer)，可選定測試object，交把入射到該object上的所有光輝作為一個(gè)新的sourceobject存起來。在需要時(shí)，可用source_fileobject來讀取該數(shù)據(jù)文件。優(yōu)秀文檔合用標(biāo)準(zhǔn)文案在對幾何構(gòu)造復(fù)雜的光源進(jìn)行模擬時(shí)，經(jīng)常會(huì)遇到這樣的問題：怎樣選擇詳細(xì)數(shù)值？比方，在電極絲上應(yīng)采用怎樣的散射函數(shù)？支撐構(gòu)造的反射系數(shù)是多少？這些數(shù)據(jù)都不太簡單確定。再有一個(gè)問題：我們建立起來的這樣一個(gè)光源模型，必定與制造商供應(yīng)的測試數(shù)據(jù)切合。這就引出別的一個(gè)問題，為什么最先采用的不是測試數(shù)據(jù)呢？一般來講，測試數(shù)據(jù)要更精確，也更簡單應(yīng)用。但在某些系統(tǒng)中，特別是在需要將由光源發(fā)出的光重新成像到光源中時(shí)，要求一個(gè)更加精確的光源，此時(shí)就需要我們自己給模型輸入?yún)?shù)了。自然我們也可以把兩者結(jié)合起來：我們自己創(chuàng)建光源模型，但光源發(fā)出的光輝采用制造商供應(yīng)的測試數(shù)據(jù)。關(guān)于復(fù)雜光源的模擬構(gòu)造可