本文主要來(lái)了解和學(xué)習(xí)下LightTools中的二次光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。例子我們選用：對(duì)LED光源進(jìn)行優(yōu)化，提高小角度上的能量利用率，LED光源選擇LuxeonStarLED，目標(biāo)是：通過(guò)設(shè)計(jì)一款透鏡讓軸上±5°以內(nèi)的能量達(dá)到LED總輸出能量的40%或更高。

　　圖1.LED二次光學(xué)系統(tǒng)

　　一般在設(shè)計(jì)初期，我們都會(huì)起草一份設(shè)計(jì)框架，這樣做有助于我們明確自己的設(shè)計(jì)思路和設(shè)計(jì)目標(biāo)，下圖就是我們此次設(shè)計(jì)的整體流程圖：

　　圖2.設(shè)計(jì)思路

　　設(shè)計(jì)過(guò)程：

　　1.導(dǎo)入真實(shí)LED光源模型，仔細(xì)檢查模型情況，明確模型參考坐標(biāo)位置。

　　圖3.LED模型

　　2.模型檢查完成后，添加遠(yuǎn)場(chǎng)接收器和表面接收器，并追跡適當(dāng)光線對(duì)光源進(jìn)行簡(jiǎn)單模擬，觀察裸LED時(shí)系統(tǒng)的發(fā)光分布情況，也就是我們前面框架圖中的第二步：分析起點(diǎn)。我們只有明確了起點(diǎn)情況，才能確定我們下一步該怎么做。

　　操作：添加表面接收器到Z=20mm位置；接著在視圖空白處右鍵點(diǎn)擊并選擇遠(yuǎn)場(chǎng)接收器；然后打開(kāi)兩個(gè)接收器屬性并確定測(cè)量單位為光通量。最后回到菜單欄,選擇RayTrace>SimulationInput…在正向追跡里追跡25,000根光線,并顯示100根光線，運(yùn)行模擬，點(diǎn)擊“BeginSimulation”按鈕。

　　圖4.添加遠(yuǎn)場(chǎng)接收器

　　圖5.設(shè)置兩接收器為光通量單位

　　圖6.設(shè)置模擬輸入

　　3.追跡完光線后，我們就要開(kāi)始分析。分別從表面接收器上查看照度模擬圖；從遠(yuǎn)場(chǎng)接收器上查看強(qiáng)度模擬圖。從強(qiáng)度分布圖上可以看出，此LED光源的中心光強(qiáng)很弱，并且朝±30°分光，而我們的設(shè)計(jì)目標(biāo)是±5°以內(nèi)40%能量，所以我們要想辦法把±30°的光聚集到±5°以內(nèi)。

　　操作：在Analysis菜單,打開(kāi)IlluminanceDisplay>LumViewer；在Analysis菜單,打開(kāi)IntensityDisplay>SliceChart；在系統(tǒng)導(dǎo)航或3D視圖中右鍵點(diǎn)擊并選擇“屬性”查看詳細(xì)參數(shù)。

　　圖7.表面接收器與遠(yuǎn)場(chǎng)接收器

　　圖8.照度分布圖

　　圖9.強(qiáng)度分布圖

　　圖10.接收器上詳細(xì)參數(shù)