1 前言 ;q&>cnLDR $siiG|)C1 本文主要介紹 Speos 工具在
光學零件光熱吸收方向仿真方法;提供2個工作流:①反射式光學零件,利用"3D Irradiance探測器"模擬
光線在光學零件表面吸收并轉(zhuǎn)化為熱能的過程;②透射式光學零件,利用"3D Energy Density 探測器"模擬光線經(jīng)過光學零件體吸收并轉(zhuǎn)化為熱能的過程。
TWC^M{e Xa2QtJq ]~z2s;J{/ 在之前發(fā)布的技術(shù)案例上,呈現(xiàn)相對比較完整光機熱聯(lián)合仿真工作流:使用Zemax設(shè)計
優(yōu)化得到初始Lens組件,利用Mechanical進行結(jié)構(gòu)&熱變形分析、溫度體分布分析(此處考慮使用環(huán)境溫度、裝配變形等工況)并利用集成在Mechanical界面下的Export to star插件導(dǎo)出"XYZdxdydz"、"XYZT"txt文本數(shù)據(jù),利用Zemax Star讀入數(shù)據(jù)并利用Zemax分析對比光機熱耦合后
成像質(zhì)量,詳細流程如下圖。
!5}Ibb X}yEMe{T ~mtL\!vaM 但在某些光機系統(tǒng)中(例如:應(yīng)用于
激光切割、焊接、鉆孔等大功率
激光器),除了考慮環(huán)境溫度變化、電子元器件發(fā)熱等熱源外,還必須考慮光機系統(tǒng)光學零件對光線熱吸收影響。因為光學零件材料(如
透鏡、反光杯等)體吸收或涂層的表面吸收熱量導(dǎo)致的熱變形或折射率分布變化同樣會降低
光學系統(tǒng)性能,考慮光學零件吸收環(huán)境光、人造
光源或場景光轉(zhuǎn)熱效應(yīng)的建模對于確保焦距穩(wěn)定性和激光束尺寸和質(zhì)量是必要的。
ipEsR/O D'>yu" [b ]2數(shù)據(jù)處理
MdWT[ Zjt3U;Y ①反射式光學零件,利用3D Irradiance探測器可以仿真導(dǎo)出"X、Y、Z、Irradiance Absorption(單位W/m2)" txt文檔;②透射式光學零件,利用3D Energy Density探測器可以仿真導(dǎo)出"X、Y、Z、Volume Absorption(單位W/m3)" txt文檔,詳細說明見第3部分。利用Workbench可在Mechanical中完成光學零件穩(wěn)態(tài)熱、熱變形等仿真分析,示例流程如下:
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b0i]T?# 3 光學零件吸熱仿真方法 w*ig[{
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3.1 反射式光學零件 5w`v
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WP!M 以反射式車燈光學零件為例:
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