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    [技术]FRED准直透镜模拟与优化 [复制链接]

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    只看楼主 正序阅读 楼主  发表于: 2023-05-18
    1. 摘要 G u`xJ  
    @{@b^tk  
    本文您将会学到如下内容: E{V?[HcWq  
    透镜基本参数输入; *<^C0:i(  
    优化变量与评价函数设定; ~u*4k:2H  
     优化; 9y7hJib  
     照度分析; [x)T2sA  
    $ #!oejLD  
    2. 操作流程 .f$2-5q  
    7u"Q1n(h/  
    1) 创建之前,我们需要设置其喜好,点击菜单Tools>Preference , 注意其红色线框,勾选之后,其参数输入会变为曲率,所以平时设置时我们勾选此项。 GSRf/::I}4  
    O]XRalkEM  
    7Q!ksp  
    2) 创建透镜 jga; q  
    yq.@-]ytZ  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens "7sv@I_j  
    X8tPn_`x  
    c%5P|R~g]p  
    3) 输入透镜参数 N-l`U(Z~P  
    [lIX&!T"  
    两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; vL_yM  
    JcRxNH )<"  
    al#(<4sJ  
    -+){;,  
    将第二面的圆锥系数改为-1
    }h1BAKg  
    4) 创建LED光源 fOMaTnm'  
    d\qszYP[  
    ;X+0,K3c  
    光源类型为Random plane ; :'r* 5EX  
    光线数为10000; &7'=t6  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; ;*rGZ?%*  
    形状选为椭圆; O\7x+^.  
    nO yG7:  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. O$z"`'&j#  
    半径选择60度 4j;IyQDvM  
    类型选择 Lambertian Vw ;iE=L  
    形状选择 Elliptical D;JZ0."  
    D*@'%<?  
    波长选择默认默认波长 A23K!a2u&  
    Power默认为1 watts Hva!6vwO%O  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm Yjo$vQi  
    UK OhsE  
    LED光源设定办法 * 0K]/tn<  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) 6MOwn*%5k  
    :&5u)  
    波长设定,颜色选为绿色
    |j"C52Q  
    功率设定(在Power units选择Watts)
    )T '?"guh`  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane >? o5AdZ  
    >CG;df<~  
    创建平面探测器(plane)
    At>e4t2@  
    o?O ZsA  
    6) 创建分析面 u9:sj  
    2KXF XR  
    4qDa: D"5  
    fBTNI`#  
    光线滤光器设置 <O) if^  
    7) 执行光线追迹 E_& ;.hw  
    W' Y<iA  
    $o9^b Z  
    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。 ral=`/p  
    tM@%EO  
    8) 优化设定 F+c8 O  
    pV<K=;:x>  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 *#p}FB2H#  
    e8SAjl"}  
    定义变量
    + d>2'  
    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)
    Fu?_<G%Ynp  
    9) 优化 1_&W1o  
    q8_E_s-U,  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 6I~M8Lo ;  
    Oc~<`C~  
    u<"-S63+  
    XR=ebl  
    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
    U&^(%W#  
    E0i!|H  
    10) 光线追迹与结果分析 {'P?wv  
    ~A/vP-  
    /5 KY6XxR  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 </9c=GoJ  
    9~ V(wG  
    O?#<kmd/)  
    优化后透镜的面型如下: ]q #"8 =  
    透镜渲染效果
     
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