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infotek 2020-12-21 09:26

FRED准直透镜模拟与优化

1. 摘要 Z1Ms ~tch  
}Eav@3h6  
本文您将会学到如下内容: t[<=QK  
 透镜基本参数输入; >@t]M`#&h  
 优化变量与评价函数设定; vOqT Ld  
 优化; 0xC!d-VIJ  
 照度分析; Hw Db &pP"  
,yB-jk?  
2. 操作流程 XLtuck  
z >pq<}R6  
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。 lB-Njr  
c6e?)(V>  
LE7o[<>  
2) 创建透镜 a@%FwfIu  
]|-y[iu  
在树形文件夹中选择Geometry>Create a New Lens '8dqJ`Gj  
"$WZd  
|_O1V{Q=  
3) 输入透镜参数 S`NH6?/uH  
*6uiOtH  
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; zP5HTEz  
+'[iyHBJ  
*bR _ C"-  
Wjj'yqBO^  
将第二面的圆锥系数改为-1
[\I\).  
4) 创建LED光源 0py0zE6,,  
c0tv!PSw  
W] RxRdY6[  
光源类型为Random plane ; o<x2,uT  
光线数为10000; f5'+F-`N  
LED 芯片尺寸 2mm*2mm ; NWTsL OIm  
形状选为椭圆; tf>?;  
\;Ii(3+v;  
在光线方向上选择Random Direction into an angular range. ^.k}YSWut  
半径选择60度 ](^xA `  
类型选择 Lambertian <}|+2f233+  
形状选择 Elliptical Wt_@ vs@.O  
_v_ak4m>  
波长选择默认默认波长 `DEz ` D  
Power默认为1 watts c: _l+CgeH  
位置选项为偏离坐标原点Z轴负方向-10mm m,-:(82  
 M7hff4c  
LED光源设定办法 qF>}"m  
LED光源的发光强度(极化角和方位角) :c c#e&BO  
b8>r UGA{  
波长设定,颜色选为绿色
kGCd!$fsk  
功率设定(在Power units选择Watts)
!)ee{CwNc  
5) 创建探测面,在菜单栏Create>Element Primitive>Plane < =sO@0(<  
>i=mw5`D]  
创建平面探测器(plane)
75gE>:f  
M,NYF`;a  
6) 创建分析面 &g|-3)A  
`NrxoU=  
$n!saPpxS  
Rs7=v2>I  
光线滤光器设置 @ 3FTf"#Y  
7) 执行光线追迹 *V5R[   
|_Z(}% <o  
$:SHZe  
可以看到LED出射光线经过透镜后比较发散,那我们就要对其进行准直优化,其LED边缘光线没有进入到透镜内。 ?PLf+S  
`5Q0U%`W  
8) 优化设定 &Zd! |u  
K`D>G<  
打开Optimize选择Define/Edit进行准直优化 m%l\EE  
}>>BKn   
定义变量
rD fUTfv|Q  
定义评价函数 (RMS Direction Spread)
优化方法设定(选择Simplex,并设定优化终止标准)
 GVe[)R  
9) 优化 o[0Cv*  
zJOL\J'  
注意:在优化之前,建议先保存原始文件 YrFB~z.V  
3 rV)JA  
P;{f+I|`  
`q".P]wtKN  
优化结束后会弹出如下报告
在输出结果可以看到当前评价函数数值
d A[I  
ma,H<0R  
10) 光线追迹与结果分析 LDx1@a|83  
D!+d]A[r  
QVsOB$  
11) 增加光线追迹数量200M,查看照度分布 z`y!C3w<  
=Z2Cg{z  
?V3e;n  
优化后透镜的面型如下: 0ERA(=w5  
透镜渲染效果
~A(fn:d  
QQ:2987619807
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