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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 2+0'vIw}  
    m|'TPy  
    本文您将会学到如下内容: m@OgT<E]_  
    透镜基本参数输入; Nhs]U`s(g  
    优化变量与评价函数设定; Dk:Zeo]+my  
     优化; [~ fJ/  
     照度分析; ^/c&Ud  
    8%Pjx7'<  
    2. 操作流程 uRJLSt9m  
    k0%4&pU  
    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。 Uc \\..Cf  
    PZQ}G*p3  
    o: TO[  
    2) 创建透镜 R(3V ! ph  
    SZE X;M  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens $$AKz\  
    .I[uXd  
    BH\qm (X  
    3) 输入透镜参数 f:e~ystm  
    pkhZW8O  
    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; 4u A ;--j  
    6M F%$K3  
    eo"6 \3z  
    87y$=eZ  
    将第二面的圆锥系数改为-1
    t[%9z6t  
    4) 创建LED光源 ^BW V6  
    zkB_$=sbn#  
    Wk`G+VR+  
    光源类型为Random plane ; .BuY[,I+  
    光线数为10000; C^]bXIb  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; bNj| GIf  
    形状选为椭圆; )N<>L/R  
    x-Yt@}6mvl  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. F(:+[$)  
    半径选择60度 }fUV*U:3  
    类型选择 Lambertian }B^KV#_{S  
    形状选择 Elliptical Jy{A1i@4~s  
    a'rN&*P  
    波长选择默认默认波长 i e%ZX  
    Power默认为1 watts d2Bn`VI  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm %mg |kb6n  
    5,k&^CK}  
    LED光源设定办法 g.Z>9(>;Y  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) E:L =>}  
    t :sKvJ  
    波长设定,颜色选为绿色
    K'7i$bl%  
    功率设定(在Power units选择Watts)
    3L/>=I{5  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane aa8WRf  
    P.=&:ay7?  
    创建平面探测器(plane)
    i` n,{{x&4  
    77.5 _  
    6) 创建分析面 x/R|i%u-s  
    {eMu"<  
    JO1KkIV  
    !zVuO*+  
    光线滤光器设置 48Z{wV,  
    7) 执行光线追迹 [ wi "  
    ;N6L`|  
    s'J8E+&5  
    可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散,那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。  \|L@  
    [89#8|+  
    8) 优化设定 'cu( Sd}  
     3_+-t5  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 /|bir6Y:  
    Z ~:S0HDP  
    定义变量
    L Lm{:T7  
    定义评价函数 (RMS Direction Spread)
    优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准)
    ,0[bzk  
    9) 优化 oOnk,U  
    h 1:uTrtA  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 p9y "0A|  
    ]4@_KKP  
    0bVtku K;G  
    r*OSEzGUz  
    优化结束后会弹出如下报告
    在输出结果可以看到当前评价函数数值
    j_H{_Ug  
    k^:$ETW2 D  
    10) 光线追迹与结果分析 ~6Vs>E4G  
    (&=-o(  
    Eo!1 WRruF  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 x~?,Wv|cm  
    "[q/2vC  
    cO.U*UTmX  
    优化后透镜的面型如下:  S`)KC-  
    透镜渲染效果
    c5+oP j  
    QQ:2987619807
     
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