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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 [& hdyLt  
    Bpqq-_@  
    本文您将会学到如下内容: u,'c:RMV  
    透镜基本参数输入; !TG"AW  
    优化变量与评价函数设定; Y @K9Hl  
     优化; wBmbn=>#S  
     照度分析; 1hRC Bwx  
    :!aFfb["  
    2. 操作流程 l sUQ7%f  
    r%xNfTa  
    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。 i&?~QQP`  
    L(X:=) !K0  
    SZyPl9.b  
    2) 创建透镜 Ie+z"&0  
    /=-E`%R}!  
    在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens -pLb%f0?  
    zM)o^Fn2  
    5F0sfX  
    3) 输入透镜参数 VT0I1KQx.  
    U>:p`@  
    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; 6%fU}si,  
    ,rTR |>Z  
    j[=f;&1  
    ql_aDo j  
    将第二面的圆锥系数改为-1
    e4?}#6RF  
    4) 创建LED光源 UkeW2l`:  
    )DoY*'Cl  
    wGbD%=  
    光源类型为Random plane ; vbA9 V<c&  
    光线数为10000; mk[=3!J  
    LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; 8 A2k-X,  
    形状选为椭圆; 1_<'S34  
     ^mG-O  
    在光线方向上选择Random Direction into an angular range. a0.)zgWr  
    半径选择60度 h{>8W0W*  
    类型选择 Lambertian hQX|wWh  
    形状选择 Elliptical qt3 \*U7x  
    Bv/v4(G5g  
    波长选择默认默认波长 #<l ;YT8  
    Power默认为1 watts TrHBbyqk  
    位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm k deJB-  
    T\2cAW5  
    LED光源设定办法 =k0l>)  
    LED光源的发光强度(极化角和方位角) m T\]  
    iUSs)[]H>  
    波长设定,颜色选为绿色
    -+c_TJ.dC  
    功率设定(在Power units选择Watts)
    )%UO@4  
    5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane jQ`cfE$sV  
    kbOo;<X9A  
    创建平面探测器(plane)
    'm-s8]-W  
    T#h`BtET[  
    6) 创建分析面 CJ%7M`zy  
    O^`Y>>a  
    =1LrU$\  
    -LQ%)'J ZN  
    光线滤光器设置 Z=wLNmH  
    7) 执行光线追迹 +}*]9nG  
    a}%>i~v<  
    uv._N6mj  
    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。 B \[P/AC  
    V =1Y&y  
    8) 优化设定 O(wt[AEA  
    +vZ-o{}.jO  
    打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 e'g-mRh  
    _`ot||J  
    定义变量
    l"O=xt`m{  
    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)
    ?2DYz"/')  
    9) 优化 \W #M]Q  
    p6I@o7f  
    注意:在优化之前,建议先保存原始文件 P>jlFm  
    'rU 5VrK  
    WM*7p;t@)  
    8'/vW~f  
    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
    o^5xCK:Oi2  
    s6!aGZ  
    10) 光线追迹与结果分析 3kQky  
    )I`B+c:  
     ;-U :t4  
    11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 \>M3E  
    D1x~d<j  
    2z&HT SI  
    优化后透镜的面型如下: 7e>n{rl  
    透镜渲染效果
     
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