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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 @Eqc&v!O  
    A$Es(<'9g  
    本文您将会学到如下内容: Nz*qz"T  
    透镜基本参数输入; N$p}rh#7{  
    优化变量与评价函数设定; NT= ?@uxD  
     优化; 5#$E4k:YV  
     照度分析; ~9h6"0K!  
    +=$]fjE?  
    2. 操作流程 NTs< ;ED  
    n_.2B$JD  
    1) 创建之前,我们需要设置其喜好,点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框,勾选之后,其参数输入会变为曲率,所以平时设置时我们勾选此项。 OA4NXl'  
    {BY`Wu:w  
    @<W"$_ r-  
    2) 创建透镜 dH#S69>  
    "&Q-'L!M'/  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens K)l{3\9l|  
    hY-;Wfg  
    |K aXek  
    3) 输入透镜参数 jWUN~#p!  
    7{v0K"E{  
    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; 7&'^H8V  
    o@EV>4e y  
    kOFEH!9&  
    L.l"'=M  
    将第二面的圆锥系数改为-1
    *=~ 9?  
    4) 创建LED光源 7s<v06Wo  
    o PR^Z pt  
    ] bhzB  
    光源类型为Random plane ; Q(oWaG  
    光线数为10000; fG0rUi(8  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; ?u'JhZ  
    形状选为椭圆; T 7Lk4cU  
    .fU qsq  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. K )KE0/ n  
    半径选择60度 s/`4]B;2U  
    类型选择 Lambertian Uc<B)7{'  
    形状选择 Elliptical _GI [SzD  
    `@")R-  
    波长选择默认默认波长 1p+2*c  
    Power默认为1 watts czdNqk.kh  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm 8 6?D  
    B%^B_s  
    LED光源设定办法 frc>0\  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) JQQD~J1)E  
    :pDwg d  
    波长设定,颜色选为绿色
    GB^Ch YOb  
    功率设定(在Power units选择Watts)
    v|t^th,  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane !@ai=p  
    31Zl"-<#-  
    创建平面探测器(plane)
    0-l @U{  
    \hv*`ukF  
    6) 创建分析面 7EQ |p  
    OHp 121  
    8l+\Qyj  
    x4.-7%VV%  
    光线滤光器设置 Z-Bw?_e_K  
    7) 执行光线追迹 3::DURkjf  
    )-2OraUm<  
    jW?.>(  
    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。 SobK<6  
    AM'-(x|  
    8) 优化设定 k+JDbJ@  
    !Lk|eGd*  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 p`33`25  
    +)L 'qbCSM  
    定义变量
    y5|`B(  
    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)
    q:J,xC_sF(  
    9) 优化 s-o0N{b?#'  
    ?G0=\U< o,  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 ylmf^G@JC  
    E"pq ZP =  
    `Qaw]&O  
    224I%x.,  
    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
    kX+y2v(2++  
    `)1_^# k  
    10) 光线追迹与结果分析 H5^ 'J`0\  
    Co[  rhs  
    Tx`;y|  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 /NMd GKr  
    }y x'U 3  
    Ko>pwhR}  
    优化后透镜的面型如下: q`"gT;3S  
    透镜渲染效果
    x_2 [+Ol  
    QQ:2987619807
     
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