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    [分享]FRED准直透镜模拟与优化 [复制链接]

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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2021-09-15
    1. 摘要 {S~2m2up0L  
    .^,fw=T|1  
    本文您将会学到如下内容: P`-(08t  
    透镜基本参数输入; XFG]%y=/6  
    优化变量与评价函数设定; K%2,z3ps  
     优化; dn:g_!]p  
     照度分析; v\n!Li H  
    IW$&V``v  
    2. 操作流程 h:a5FK@  
    9/~m837x  
    1) 创建之前,我们需要设置其喜好,点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框,勾选之后,其参数输入会变为曲率,所以平时设置时我们勾选此项。 ag:#82C  
    fR_)e:  
    1Q#hanh_`  
    2) 创建透镜 p#^L ZX  
    b ?B"u^b!  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens rv9qF |2r{  
    SKD!V6S  
    Tk|0 scjE^  
    3) 输入透镜参数 U87VaUr  
    QkGr{  
    两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; #U"\v7C{n  
    }1:jM_H)k  
    /n@_Ihx  
    J4!Z,-  
    将第二面的圆锥系数改为-1
    ENA8o}n  
    4) 创建LED光源 gS4K](KH |  
    xDRK^nmC  
    ;=_<\2  
    光源类型为Random plane ; w{I60|C]*  
    光线数为10000; z*zLK[t+  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; nITr5$f  
    形状选为椭圆; |pq z(j7  
    xot q$r  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. "y_$!KY%  
    半径选择60度 azj<aaH  
    类型选择 Lambertian ?9mWMf%t  
    形状选择 Elliptical x03GJy5  
    )Qw|)='-  
    波长选择默认默认波长 ]L}<Y9)t  
    Power默认为1 watts j(va# f#  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm 0:v7X)St  
    #)my)}o\p  
    LED光源设定办法  4>0xS -  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) |+suGqo  
    hYb!RRGn  
    波长设定,颜色选为绿色
    m4>v S  
    功率设定(在Power units选择Watts)
    q^(A6W  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane D dt9`j  
    d!Y,i!l!  
    创建平面探测器(plane)
    TD!QqLW  
    @^k$`W;  
    6) 创建分析面 "%,zB_ng\<  
    \<T6+3p  
    <9\_b 6  
    rf1-E57#  
    光线滤光器设置 >]ZojdOl)  
    7) 执行光线追迹 i"Ct}7i  
    J[VQ6fD%  
    KXicy_@DC`  
    可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散,那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 w`F}3zm  
    ~Z.lvdA_5  
    8) 优化设定 8Vl!&j0s^  
    R0oP##]  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 N{|N_}X`Y  
    `=q)-y_C  
    定义变量
    pg4M$;ED  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread)
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准)
    +es.V /  
    9) 优化 D' uzH|z8  
    h=d&@k\g  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 *Z)`:Gae  
    7F)HAbIS  
    -_b}b)2iYN  
    R%7k<1d'`  
    优化结束后会弹出如下报告
    在输出结果可以看到当前评价函数数值
    uh:  
    `lcpUWn  
    10) 光线追迹与结果分析 *( D_g!a  
    k9yA#  
    {{@3r5K Gl  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 iCc@N|~  
    eR8h4M~O  
    ?%oPWmj}  
    优化后透镜的面型如下: hb`b Q  
    透镜渲染效果
    ?=Ma7 y  
    QQ:2987619807
     
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