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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 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-05-18
    1. 摘要 *|E@ 81s#  
    rXm!3E6JL  
    本文您将会学到如下内容: M9&tys[KX  
    透镜基本参数输入; 1MahFeQ[  
    优化变量与评价函数设定; ]#:xl}'LS  
     优化; xrX("ili  
     照度分析; rk. UW  
    !k s<VJh  
    2. 操作流程 T=R94  
    /GeS(xzQ  
    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。 ;XtDz  
    rSJ}qRXwU  
    Z^~ 6pH\  
    2) 创建透镜 ^|K*lI/  
    ffB]4  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens GecXMAa:2  
    &&y@/<t  
    >b$<lo  
    3) 输入透镜参数 g8x8u|  
    hy]AH)?pR  
    两个面的半径分别为 0 和 -20;半孔径为10*10,材料选择Schott库N-BK7。创建完成后,选择第二面输入圆锥系数-1; _ x'StD  
    8/F2V?iT  
    5Y&@ :Y  
    i,<-+L$z  
    将第二面的圆锥系数改为-1
    (i?^g &  
    4) 创建LED光源 W ,U'hk%  
    K5ph x  
    N-Z 9  
    光源类型为Random plane ; 2kgm)-z  
    光线数为10000; vOj$-A--qU  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; Hb$q}1+y  
    形状选为椭圆; <qy+@t  
    Rd$<R  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. X@G`AD'.M  
    半径选择60度 @t^ 2/H ?O  
    类型选择 Lambertian s6]f#s5o  
    形状选择 Elliptical i :$g1  
    zc{C+:3$^  
    波长选择默认默认波长 V& nN/CF  
    Power默认为1 watts Cn<kl^!Q-  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm k^]~NP  
    jl@8pO$  
    LED光源设定办法 z?aD Oh  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) HkN +:  
    *o#`lH  
    波长设定,颜色选为绿色
    i,HAXPi  
    功率设定(在Power units选择Watts)
    KqUFf@W  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane o&O!Ur  
    QezK&iJg  
    创建平面探测器(plane)
    CP'-CQ\Q  
    hJ@nW5CI  
    6) 创建分析面 X ,   
    Uoe?5Of(*  
    Z4!3I@yZ  
    1%+^SR72  
    光线滤光器设置 DIRCP=5  
    7) 执行光线追迹  ?.s*)n  
    3YRzBf:h  
    k?#6j1pn  
    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。 8dH|s#.4um  
    d0^2<  
    8) 优化设定 ivq4/Y] -X  
    u& Fm}/x  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 t]ZSo-  
    qSd $$L^  
    定义变量
    ^PI49iB  
    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)
    KOQTvJ_#  
    9) 优化 S@#L!sT`u  
    =jN]ckn  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 9wC; m:  
    Xy{+=UY  
    Sf8d|R@O  
    K0\WN"ua;  
    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
    +9X[gef8  
    ;k8}D*?8  
    10) 光线追迹与结果分析 OOCeZ3yF(  
    !iw 'tHhR  
    3^Zi/r  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 z#4g,)ZX  
    "Tv7*3>  
    +*V; f,  
    优化后透镜的面型如下: kXr%73s  
    透镜渲染效果
     
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